DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0969 Název školy Gymnázium Česká a Olympijských nadějí, České Budějovice, Česká 64 Název materiálu VY_32_INOVACE_CH_6E_BAR_17_EXOTERMICKYDEJ Autor Mgr. Ivan Bartoš, Ph.D. Tematický okruh Chemické reakce Ročník 6. Datum tvorby 13.9.2013 Anotace Demonstrace reakce, při níž se uvolňuje značné množství energie. Tyto reakce jsou velmi důležité v technické praxi a v moderní společnosti. Metodický pokyn Pracovní list je určen jako výuková pomůcka se zaměřením na mezipředmětové vztahy předmětů chemie, fyzika, biologie i jako materiál k samostudiu. Možnosti využití: promítání, práce jednotlivců nebo dvojic u PC, vytištění pracovního listu pro laboratorní cvičení. Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora

Pomůcky: novinový papír, lepidlo, zápalnice, vrták, Chemikálie: podle typu bleskového prachu, který chceme připravit: Bezpečnost: práškový hliník: hořlavý, R 15,17, S 7/8,43 síra: hořlavá, R11, S 16,26,36 sulfid antimonitý: zdraví škodlivý, R40, S(2),22,36/37 chloristan draselný: oxidující, zdraví škodlivý, R9,22, S13,22,27 název: % KClO4 % Al % Sb2S3 % S Flash č.1 64 % 22 % 4 % 10 % Flash č.2 66 % 17 % - Flash č.3 8,5 %

Bezpečnost Tyto petardy nejsou volně prodejné, protože obsahují velké množství výbušné směsi a mohou způsobit poměrně vážné zranění. Jsou známy případy, kdy výbuch této petardy v ruce utrhnul prsty (při odpalu používejte takovou délku zápalnice, aby hořela alespoň 15 sekund). Dodržujte maximální opatrnost, poněvadž všechny uváděné směsi jsou brizantní výbušniny a i malé množství může snadno způsobit trvalá zranění! Tento pokus by měl provádět jen zkušený demonstrátor. V žádném případě nepřipravujte směsi o celkové hmotnosti přesahující 5 gramů. Údaje o složení dělobuchových směsích uvádí předchozí tabulka Nejvýhodnější z hlediska akustické působivosti jsou první 3 kompozice bleskových prachů (flash č.1, 2 a 3), obsahující vedle chloristanu a hliníku i sulfid antimonitý, který silně „prohlubuje zvukový efekt“. Tyto 3 směsi se nejčastěji používají v náplni M-80. Kompozice označená jako ,,Standardní flash" je běžně používaná blesková výbušnina do petard. Poslední slož s názvem Thunder flash obsahuje menší množství KClO4, takže má menší ,,trhací sílu", rozhodně však není dobré sílu této výbušniny podceňovat. Právě na přípravu relativně bezpečnějšího Thunder flashe se zaměříme.

Postup práce: A) Tenký novinový papír se z jedné stany natře vodným lepidlem a omotá kolem vhodné předlohy tak, aby vznikla trubice vnitřního průměru 14-15mm, délky 40mm a síly stěn 2,5mm (tedy vnější průměr 19-20mm). Namotanou trubici vysušíme na předloze nad topením nebo pomocí horkého vzduchu a sundáme z formy. B) Jeden konec trubice natřeme zevnitř lepidlem a uzavřeme „ucpávkou“ vyrobenou z vytvarovaného a silného kartónového papíru. Okolí „ucpávky“ zpevníme lepidlem. Do dutinky s vlepenou zápalnicí nasypeme kolem 2g jedné z uvedených „bleskových směsí“. Kompozice by měla odhadem zaujímat 3/4 objemu dutinky. Místo papíru můžeme použít i plastové zátky. Po vsunutí zápalnice zakápneme okolí otvoru silně viskózním lepidlem a necháme dokonale vyschnout. C) Trubici s naplněnou složí uzavřeme „ucpávkou“ stejným způsobem jako v předešlém případě a dobře zalepíme lepidlem. Po zaschnutí je dělobuch hotov.

Vysvětlení: Chloristan draselný funguje jako silné oxidační činidlo, hliník se sulfidem antimonitým jako paliva (redukční komponenty). Všechny uvedené reaktanty jsou v jemně práškové formě, a proto chemické reakce probíhající v dělobuchu jsou značně rychlé. Je známo, že plošný obsah reaktantů je jedním z faktorů ovlivňujících reakční rychlost: S rostoucí velikostí plošného obsahu zrn reaktantů roste rychlost chemické reakce. Reakční schémata: Sb2S3 + O2 → SO2 + Sb2O3 KClO4 + Al → KCl + Al2O3

Obr. 1

Obr. 2

Zdroje: Obr. 1, Obr. 2: archiv autora BARTOŠ I.: Digitalizovaný experiment - prostředek k osvojení vybraného učiva obecné chemie. Disertační práce. Praha: Př UK, 2010. ELLERN, H.: Military and Civilian pyrotechnics. New York: Chemical publishing company INC, 1968.