Амос Фрайс - Химическая война

Очевидно, что только газы или вещества, способные легко переходить в парообразное состояние или выдерживать весьма тонкое дробление, могут быть употребляемы для производства дымовых облаков. Продукт реакции, из которого состоят дымовые частицы, должен удовлетворять следующим условиям и быть:

а) Твердым . В противном случае частицы будут иметь тенденцию увеличиваться в размере, вследствие конденсации жидких частиц, находящихся в облаке.

б) Не летучим . В случае летучести, частицы будут исчезать вследствие испарения, и при наличии воздушных течений облако быстро рассеется. Более крупные частицы могут при этом также образоваться за счет более мелких

в) Не растворимым . Если частицы способны растворяться они будут склонны увеличиваться в об'еме, вследствие сгущения на них водяных паров.

г) Стойким по отношению к составным частям атмосферы и, в особенности, к влажности.

Несмотря на то, что на первый взгляд кажется затруднительным найти материалы, удовлетворяющие всем указанным условиям, существует несколько химических соединений, которые с успехом употреблялись в качестве производителей дыма. Хотя они и не вполне соответствовали всем предлагаемым требованиям, но представляли для них некоторый приемлемый компромисс.

Фосфор . Одним из первых веществ, которые были применены для производства дымовых облаков, был фосфор. Он приготовляется в заводском масштабе посредством нагревания минералов, содержащих фосфорнокислый кальций, с песком и углем, в электрической печи. Фосфор встречается в двух видах, желтом и красном. Желтый фосфор , образующийся при быстром охлаждении паров фосфора, в чистом виде почти бесцветен, плавится при 44 °C, кипит при 287 °C, легко растворяется в разных растворителях и светится на воздухе, испуская в то же время дым (продукт окисления, фосфорный ангидрид). При слабом нагревании на воздухе он загорается и горит ослепительным пламенем. Красный фосфор получается при нагревании желтого фосфора, без доступа воздуха, до температуры от 250° до 800 °C. Тогда из бесцветного жидкого фосфора выделяется красная корка, и постепенно все вещество превращается в красную твердую массу. Если ее освободить при помощи соответствующих растворителей от небольших количеств неизменившегося желтого фосфора, то получится темно-красный порошок, который сохраняется на воздухе долгое время без изменений, почти не растворим в растворителях желтого фосфора, не светится и может быть нагрет до довольно высокой температуры, не загораясь. Красный фосфор не ядовит, в то время как желтый фосфор в высшей степени ядовит.

И тот, и другой вид, сгорая, образуют пятиокись фосфора, которая, соединяясь с влагой воздуха, переходит в фосфорную кислоту.

4P + 5O 2= 2Р 2О 5

2Р 2О 5+ 6Н 2O = 4H 3РО 4

Так как один фунт фосфора поглощает 1,33 фунта кислорода и 0,9 фунта воды, то, неудивительно, что фосфор является одним из наиболее интенсивных производителей дыма на фунт затраченного материала. Сравнение ценности обоих модификаций для изготовления снарядов неизменно указывало на превосходство желтой разновидности.

Помимо применения желтого фосфора в качестве производителя дыма, он употребляется также в зажигательных снарядах и оставляющих след пулях. Для воспламенения предпочтительнее иметь смесь красного и желтого фосфора.

Хлорсульфоновая кислота . Хлорсульфоновая кислота ClSО 2ОH была впервые употреблена немцами с целью производства белых облаков как для сухопутной, так равно и для морской войны. Для этой цели они разбрызгивали ее или заставляли падать каплями на негашенную известь; реакция между кислотой и известью поддерживала температуру, необходимую для образования паров, хотя таким путем терялось около 30 % кислоты.

Хлорсульфоновая го водорода, которые соединяются при слабом нагкислота получается из трехокиси серы и хлористоревании.

SO 3+ HCl = ClSO 2OH

При промышленном производстве хлористый водород пропускается через 2 % олеума до насыщения. Последний нагревается в кубе с азотной кислотой, при чем хлорсульфоновая кислота перегоняется между 150° и 160 °C. С 30 % олеумом выход достигает 42 %. Остаток в перегонном кубе состоит из серной кислоты крепости приблизительно 98 %.

Хлорсульфоновая кислота есть бесцветная жидкость, кипящая при 152 °C и имеющая плотность в 1,7.

Рис. 86.

75- mm снаряд с желтым фосфором. Через 2 сек. после разрыва.

Она дымит на воздухе вследствие реакции с водой, которая разлагает ее на серную и соляную кислоты.

ClSO 2ОН + H 2O = Н 2SO 4+ HCl

Она не употреблялась в Соединенных Штатах, так как олеум по качествам своим был найден более действительным.

Олеум . Олеум есть раствор от 20 до 30 процентов трехокиси серы ( SO 3 ) в концентрированной серной кислоте. Он употреблялся немцами при действии на негашенную известь для производства облаков на суше и на море; американцы применяли его для устройства завес перед танками и аэропланами. Для заполнения снарядов серный ангидрид оказался более подходящим материалом, чем хлорсульфоновая кислота. Полагать, что своей способностью производить дым олеум обязан только содержащемуся в нем серному ангидриду, серная же кислота сама по себе играет лишь роль растворителя. Сравнительно высокая температура замерзания олеума, содержащего большой процент серного ангидрида, является его недостатком.

Трехокись серы . Трехокись серы SO 3 , есть бесцветная подвижная жидкость, кипящая при 46 °C и застывающая в прозрачную, похожую на лед массу, плавящуюся при 15 °C. Она приготовляется пропусканием смеси двуокиси серы и кислорода над мелко раздробленной платиной или другими катализаторами, при температуре между 400° и 450 °C. Трехокись серы может применяться для заполнения снарядов и бомб и, вероятно, является лучшим веществом для замены фосфора.

Четырехлористое олово . Четыреххлористое олово SnCl 4 получается при действии хлора на металлическое олово. Оно представляет жидкость, кипящую при 114 °C, имеющую плотность 2,2 и дымящую на воздухе вследствие разложения водой на гидрат окиси олова:

SnCl 4+ 4H 2O = Sn(OH) 4+ НCl

Хлорное олово в снарядах и ручных гранатах дает лучший и более раздражающий дым, чем четыреххлористый кремний или титан. Так как в Америке нет крупных месторождения олова, то для замены его пользовались другими четыреххлористыми соединениями.

Четыреххлористый кремний . Четыреххлористый кремний SiCl 4 приготовляется из кремния или из нечистого карбида кремния, путем нагревания с хлором в электрической печи. Исходный материал, карбид кремния, является побочным продуктом при производстве карборунда. Четыреххлористый кремний есть бесцветная жидкость, кипящая приблизительно при 58 °C и дымящая на влажном воздухе, вследствие реакции присоединения воды: