В пороховой смеси сера играет своеобразную роль.
Многочисленными опытами выяснено, что избыточное содержание серы в
порохе уменьшает его силу и скорость горения.
Вообще можно приготовить порох или с очень малым
содержанием серы, или совсем без нее, как например, ранее
изготовлявшийся призматический шоколадный или ныне фабрикуемый бессерный
порох
В своем докладе «500 лет взрывчатых веществ» Нобель высказывает
удивление, что сера до сих пор служит одной из составных частей пороха,
для которого она, по его мнению, является лишь балластом Единственным
оправданием ее присутствия в пороховой массе он считает только
положительное влияние серы на механические свойства пороха.
Действительно, давно уже было подмечено, что сера служит связующей
замазкой между углем и селитрой. Порох с серой обладает способностью
лучше сохраняться на складах и не перетираться в мякоть при перевозках и
патронировании.
Опыты последних лет \ однако, показали, что, кроме цементации порохового
зерна, сера также улучшает воспламеняемость пороха. Этими опытами с
несомненностью установлено, что воспламеняемость порохов на основе
двойной селитро-угольной смеси значительно уступает воспламеняемости
обычного пороха при прочих равных условиях.
Немалый интерес в этом отношении представляют работы Гофмана с
сотрудниками2. На основании своих исследований Гофман считает, что сера
является катализатором в начальной стадии горения пороха. Уже при
довольно низкой температуре (— 150°) сера в виде паров реагирует с
водородом, заключенном в угле, образуя сероводород, который в свою
очередь вступает во взаимодействие с селитрой. Сера сама по себе также
реагирует с селитрой с выделением окислов азота, например согласно
следующему уравнению:
2KNO3 + S ---- K2SO4 + 2NO.
По мнению Гофмана, окисление угля в бессерных составах протекает также
за счет окислов азота, которые образуются взаимодействием селитры с
углекислотой. Однако этот процесс протекает при значительно более
высокой температуре и с меньшей скоростью, чем реагирование серы или
сероводорода с селитрой.
Присутствие некоторого количества сернистых соединений калия в порохах,
предназначенных для стрельбы, полезно также в том отношении, что они
способствуют размягчению в канале ствола порохового нагара, состоящего,
главным образом, из углекислого калия, — вещества хотя и весьма
гигроскопичного, но трудно удаляемого из канала оружия в том случае,
если в смеси с ним нет сернистых соединений того же металла.
По опытам Лангганса, смеси, подобные дымному пороху, но с аморфным
селеном вместо серы ведут себя иначе, чем порох. Они оказались
совершенно индиферентными как к тепловому, так и механическому
воздействиям. И это, несмотря на то, что селен стоит в периодической
системе рядом с серой.
2. Свойства. Сера, будучи при обыкновенной температуре твердым
веществом, существует в нескольких кристаллических и аморфных формах.
Аллотропические модификации серы известны в твердом, расплавленном и
парообразном состояниях. Сера также легко образует коллоидно-дисперсные
системы.
Кристаллическая сера имеет до восьми модификаций, существующих в
большинстве случаев лишь в специальных условиях.
Наиболее распространена в природе октаэдрическая сера — ромбическая
модификация (фиг. 12, а и б), вещество желтого цвета с удельным весом
2,08. Нерастворимая в воде, она хорошо растворяется в сероуглероде и
однохлористой сере. Температура плавления этой модификации 114,5° С. При
быстром охлаждении она переходит в другую форму—призматическую серу
(моно-клиническая модификация), кристаллизующуюся в виде длинных
иглообразных призм с удельным весом 1,95 и температурой плавления около
119° С (фиг. 12, в и г). Эта модификация серы неустойчива и при
температуре ниже 95,5° С самопроизвольно переходит в ромбическую.
Плавясь, ромбическая сера при температуре около 113 — 114,5° С
становится жидкой и светлой. Около 160—170° С плав загустевает и
темнеет, что указывает на образование в жидком состоянии нового
аллотропического видоизменения серы. При дальнейшем повышении
температуры (выше 250°) плав снова становится жидким, и при температуре
около 444,5° С сера начинает кипеть и выделять пары.
Удельная теплота плавления ромбической серы (при 113°) равна 9,4 Кал, а
моноклинической (при 119°) 10,8 Кал.
Сера относится к весьма активным химическим
элементам. При растирании с порошками некоторых металлов она уже на
холоду переводит их в сернистые соединения- При нагревании же некоторые
металлы, например, железо, медь, цинк, могут прямо сгорать в сере с
образованием соответствующих сернистых соединений.
В тонкодисперсном состоянии сера способна окисляться кислородом воздуха
с образованием сернистой и серной кислот.
Сера обладает плохой тепло- и электропроводимостью.
Однако при трении она сильно электризуется. Это свойство серы необходимо
учитывать при ее измельчении и смешении с другими компонентами в
процессе приготовления черного пороха.