Chémia za farbami ohňostrojov

Vytváranie farieb ohňostrojov je zložité úsilie, ktoré si vyžaduje značné umenie a aplikáciu fyzikálnej vedy. S výnimkou propelantov alebo špeciálnych efektov sú svetelné body vyvrhnuté z ohňostroj, označované ako „hviezdy“, obyčajne vyžadujú výrobcu kyslíka, palivo, spojivo (aby všetko zostalo tam, kde je to potrebné) a výrobcu farby. Existujú dva hlavné mechanizmy výroby farieb v ohňostrojoch, žiarovkách a svetielkovanie.

žhavost

Žiarenie je svetlo produkované teplom. Teplo spôsobuje, že látka je horúca a žiara, pôvodne vyžaruje infračervené svetlo, potom červené, oranžové, žlté a biele svetlo, keď sa stáva stále horúcim. Keď je teplota ohňostroja regulovaná, môže sa s horúcou zložkou, ako je drevené uhlie, manipulovať tak, aby bola požadovaná farba (teplota) v správnom čase. Kovy, ako je hliník, magnéziuma titán horia veľmi jasne a sú užitočné na zvýšenie teploty ohňostroja.

svetielkovanie

Luminiscencia je produkovaná svetlom pomocou energie zdroje iné ako teplo. Luminiscencia sa niekedy nazýva „studené svetlo“, pretože k nej môže dôjsť

instagram viewer
izbová teplota a chladnejšie teploty. Na vytvorenie luminiscencie je energia absorbovaná elektrónom atómu alebo molekuly, čo spôsobuje, že sa stáva vzrušeným, ale nestabilným. Energia je dodávaná teplom horiaceho ohňostroja. Keď sa elektrón vráti do nižšieho energetického stavu, energia sa uvoľní vo forme fotónu (svetlo). Energia fotón určuje jeho vlnovú dĺžku alebo farbu.

V niektorých prípadoch sú soli potrebné na vytvorenie požadovanej farby nestabilné. Chlorid bárnatý (zelený) je pri izbovej teplote nestabilný bárium musia byť kombinované so stabilnejšou zlúčeninou (napr. chlórovanou gumou). V tomto prípade sa chlór uvoľňuje pri horení pyrotechnickej kompozície, aby sa vytvoril chlorid bárnatý a vytvorila sa zelená farba. Na druhej strane chlorid medi (modrý) je pri vysokých teplotách nestabilný, takže ohňostroj sa nemôže príliš zahriať, ale musí byť dostatočne jasný, aby ho bolo vidieť.

Kvalita zložiek ohňostroja

Čisté farby vyžadujú čisté prísady. Dokonca aj stopové množstvá nečistôt sodíka (žltooranžová) sú dostatočné na premoženie alebo zmenu iných farieb. Vyžaduje sa opatrná formulácia, aby príliš veľa dymu alebo zvyškov nemaskovalo farbu. Pri ohňostrojoch, rovnako ako pri iných veciach, sa náklady často týkajú kvality. Zručnosť výrobcu a dátum, kedy bol ohňostroj vyrobený, majú veľký vplyv na konečné zobrazenie (alebo jeho nedostatok).

Tabuľka farbív ohňostrojov

farba zlúčenina
červená soli stroncia, soli lítia
uhličitan lítny, Li2CO3 = červená
uhličitan strontnatý, SrCO3 = jasne červená
oranžový vápenaté soli
chlorid vápenatý, CaCl2
síran vápenatý, CaSO4·xH2O, kde x = 0,2,3,5
zlato žiarovka (uhlíkom), uhlie alebo žiarovka
žltá sodné zlúčeniny
dusičnan sodný, NaNO3
kryolit, Na3AlF6
Elektrická biela horúci kov ako horčík alebo hliník
oxid bárnatý, BaO
zelená zlúčeniny bária + výrobca chlóru
chlorid bárnatý, BaCl+ = svetlozelená
Modrá zlúčeniny medi + výrobca chlóru
acetoarsenit meďnatý (Paris Green), Cu3ako2O3Cu (C2H3O2)2 = modrá
chlorid meďnatý, CuCl = tyrkysová modrá
Fialová zmes zlúčenín stroncia (červená) a medi (modrá)
striebro horiaci prášok alebo vločky z hliníka, titánu alebo horčíka

Postupnosť udalostí

Iba balenie chemikálií do výbušnej náplne by viedlo k neuspokojivému ohňostroju! Existuje rad udalostí, ktoré vedú k krásnemu, farebnému displeju. Osvetlenie poistky zapáli výboj, ktorý ohňostroj privádza do neba. Náplňou zdvihu môže byť čierny prášok alebo jeden z moderných pohonných látok. Tento náboj horí v obmedzenom priestore a tlačí sa smerom nahor, keď je horúci plyn tlačený úzkym otvorom.

Poistka pokračuje v horení s časovým oneskorením, aby sa dostala do vnútra nádrže. Škrupina je plná hviezd, ktoré obsahujú pakety kov soli a horľavý materiál. Keď poistka dosiahne hviezdu, ohňostroj je vysoko nad davom. Hviezda sa fúka, vytvárajúca žiariace farby kombináciou žiarovky a emisnej luminiscencie.