Пиротехника в Ватикане: химия белого и черного дыма

Около 1,4 миллиарда католиков по всему миру с нетерпением ждут нового главу Церкви. В среду 133 кардинала собрались на конклав, чтобы избрать нового Папу из числа своих членов в закрытом заседании (extra omnes!).

В центре внимания тысяч верующих, собравшихся в эти дни на площади Святого Петра в Риме, находится довольно невзрачный на вид дымоход на крыше Сикстинской капеллы. Результат каждого голосования сообщается через эту трубу в виде дымового сигнала.

Если поднимается черный дым, требуемое большинство не достигнуто. Однако если поднимается белый дым, этот знак означает «Habemus Papam» — у Церкви новый Папа. Для этого традиционно сжигали бюллетени, смешанные либо с влажной соломой (белые), либо со смолой или сажей (черные).

Однако эта архаичная форма общения не всегда работала. В 2005 году на конклаве был избран Папа Римский Бенедикт XVI. После голосования 19 апреля 2005 года поднялся дым, который не был ни явно черным, ни явно белым, — катастрофа для нетерпеливо ожидавших верующих.

Белый дым должен был подняться из-за избрания Йозефа Ратцингера Папой Римским. На самом деле изначально дым имел цвет от темно-серого до коричневатого, что многие наблюдатели интерпретировали как черный дым. Всего через несколько минут зазвонили колокола собора Святого Петра, возвестив об избрании Папы Бенедикта XVI. подтвержденный.

Сегодня на такой риск уже не идут. Вместо этого теперь доступны химические патроны, которые воспламеняются электрически. Они обеспечивают надежную и безопасную подачу дымовых сигналов.

Для получения черного дыма они содержат окислители, такие как нитрат калия ( _KNO3 ), источник углерода (например, древесный уголь) и добавки, включая серу (S), битум или антрацен для образования сажи. Здесь преобладают несгоревшие частицы углерода (размером от 0,01 до 1 мкм) и соединения серы, поглощающие свет в видимом спектре.

Пример реакции: 2 KNO ₃ + C + S → CO ₂ ↑ + N ₂ ↑ + K ₂ SO ₄ + сажа (C)

Для получения белого дыма патроны содержат окислитель, такой как хлорат калия (KClO ₃ ) и лактоза (C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ ) или тростниковый сахар, а также канифоль и источник хлорида, такой как поливинилхлорид (ПВХ) или поваренная соль (NaCl). Мелкие частицы соли (NaCl) и водяной пар равномерно рассеивают свет во всех длинах волн (рэлеевское рассеяние для более мелких частиц), который воспринимается как белый цвет.

Пример реакции: 8 KClO ₃ + C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ + (ПВХ) → 12 CO ₂ ↑ + 11 H ₂ O↑ + 8 KCl + (NaCl из ПВХ)

Цвета дыма на конклаве обусловлены целенаправленными химическими реакциями: черный дым — от сажи и соединений серы, белый дым — от частиц соли и водяного пара. Современные технологии с использованием пиротехнических патронов обеспечивают надежность и точность — пример прикладной химии горения в культурном контексте.