Амос Фрайс - Химическая война

SiСl 4+ 4H 2О = Si(ОH) 4+ 4НСlSi

При применении в снарядах кремний уступает по качествам олову, так как дает лучший эффект в сырые, свежие дни, чем в теплые и сухие. Наибольшее применение он получил в дымовых цилиндрах, в смеси с аммиаком. Под действием влаги воздуха происходит следующая реакция:

SiCl 4+ 4NН 3+ 4H 2О = Si(ОН) 4+ 4NH 4Сl .

Прибавка лакриматоров дает смесь, применявшуюся с большим успехом в ручных гранатах для удаления неприятеля из окопов.

Четыреххлористый титан . Четыреххлорпстый титан TiCl 4 приготовляется из рутила TiO 2 смешиванием с 30 % угля и нагреванием в электрической печи. При этом образуется карбонитрид, которому приписывают состав Тi 5С 4N 4 , хотя в действительности оп может варьировать от этой формулы вплоть до карбида ТiС . Этот продукт нагревается при пропускании хлора до 600° — 650 °C, при чем образуется тетрахлорид. Четыреххлористый титан есть бесцветная жидкость с весьма высоким коэффициентом преломления, кипящая приблизительно при 136 °C, устойчивая в сухом воздухе и дымящая во влажном. Самый лучший дым получается при употреблении 5 частей воды на одну часть тетрахлоряда, вместо полагающихся по теории четырех частей [которые должны бы давать Ti(OH 4) ]. Так как производство его значительно дороже, а действие не так сильно, как действие четыреххлористого кремния или олова, то он употреблялся только при недостатке указанных материалов.

Смесь Бергера . Одним из самых важных материалов для производства дымовых завес была цинковая смесь, применявшаяся в дымовой коробке, в дымовой свече, в некоторых дымовых гранатах и в различных видах окрашенных дымов. Основой ее является "смесь Бергера", имеющая следующий состав:

Смесь дает светло-серый угольный дым с большим количеством угля в осадке. При этом цинк вступает в реакцию с четыреххлористым углеродом, образуя хлористый цинк и уголь; кремнезем сохраняет смесь в твердом состоянии, поглощая тетрахлорид, в то время как окись цинка практически не имеет значения, так как ее поглотительная способность мала.

Чтобы ускорить реакцию и окислить уголь, к смеси Бергера прибавлялись различные окислители, при чем цвет дыма изменялся из серого в белый. По экономическим соображениям для этой цели был избран хлорноватокислый натр. Но в его присутствии реакция протекает слишком бурно вследствие чего окись цинка была заменена хлористым аммонием. Введение последнего охлаждало дым, задерживало скорость горения и увеличивало плотность дыма, так как затемняющая способность хлористого аммония весьма значительно. Кремнезем был заменен осажденным углекислым магнием, который. представляет собой столь же хороший поглотитель, дает более покойно горящую смесь и увеличивает до известной степени плотность дыма, благодаря механически разбрасываемой окиси магния. Смесь имела следующий состав:

При производстве дыма размер частицы имеет большее значение. Будучи физической величиной, она легко может быть исследована, пользуясь такими физическими свойствами, как осаждение, диффузия, коагуляция и испарение. Эти факторы получают особо важное значение в ядовитых дымах, так как в них подлежит учету способность к прониканию.

Дым, повидимому, состоит из частиц различного об’ема, начиная от 10 –3 cm , которые еще видимы невооруженным глазом, вплоть до размеров молекул в 10 –8 cm . Более крупные частицы оседают в высшей степени быстро и таким образом не могут оставаться долго в подвешенном состоянии.

Уэлс и Герке изобрели ультра-микроскоп, хорошо приспособленный для измерения величины дымовых частиц. Этот ультра-микроскоп есть слабый микроскоп с применением сильного бокового освещения на темном фоне для наблюдения частиц, которые слишком малы для того, чтобы быть видимыми при проходящем свете. Таким путем частицы становятся видимы, так как всякий предмет, независимо от его величины, испускающий достаточно света, чтобы действовать на сетчатую оболочку глаза, становится заметным, при условии, если задний фон достаточно темен. Благодаря этому звезды видны ночью, а частицы пыли легко заметны в луче солнца и полутемной комнате. Более крупные частицы, рассматриваемые при таких условиях, не кажутся большими, но более блестящими. Кажущийся размер частиц о определяется при помощи диффракции и таким образом зависит только от оптической системы, употребляемой при исследовании. Чем более ярко падающее освещение, тем более блестящими кажутся частицы. В описанном ультра-микроскопе лучи, исходящие от яркого источника света, как например, от сильной лампы накаливания или вольтовой дуги, собираются в фокусе и освещают частицы дыма, проходящие через поле зрения микроскопа; ось световых лучей, вместо того, чтобы совпадать с осью микроскопа, как это обычно имеет место, направлена перпендикулярно к ней. Поэтому луч никогда не попадает в микроскоп, но проходит под об'ективом в темную камеру, где и поглощается. Поле зрения микроскопа затемняется путем помещения под об'ективом другой темной или вычерненной камеры с отверстием, несколько большим, чем поле зрения микроскопа [28] Этот ультра-микроскоп описан в Ж. Ам. Хим. Общ. 41, 812 (1919). .

Рис 87.

Ультра-микроскоп для измерения величины частиц дыма.

Метод измерения скорости дымовых частиц заключается в том, что частицы заставляют производить ряд движений в течение определенного времени, под влиянием электрического поля. Перемена направления тока достигалась при помощи вращающегося коммутатора. Так как направление света было перпендикулярно этому движению, то движение частиц получало вид волнообразной линии,(смотри рис. 88). Амплитуда этого колебания являлась точной мерой расстояния, пройденного частицей под влиянием электрической силы в течение определенного малого промежутка времени. Скорость движения ротационного коммутатора и электрическое поле вполне доступны точному измерению, так что размер отдельной частицы мог быть точно определен.

При исследовании в ультра-микроскопе дым кажется похожим на усыпанное звездами небо, с той только разницей, что звезды бешено танцуют кругом. Сперва нельзя различить большой разницы между частицами, так как кажется, что их движение совершается беспорядочно; но скоро становится очевидным, что более блестящие частицы движутся медленнее, чем тусклые. Это происходит от большей массы светлых частиц, так как они крупнее. Все частицы медленно удаляются от источника света и окончательно исчезают за пределами стенок темной камеры.