Chémia Sparkler Fireworks

Nie všetky ohňostroje sú vytvorené rovnako. Napríklad je rozdiel medzi petardy a prskavky: Cieľom petardy je vytvoriť kontrolovanú explóziu; prskavka na druhej strane horí po dlhú dobu (až minútu) a vytvára brilantnú sprchu iskier.

Prskavka pozostáva z niekoľkých látok:

• Oxidačné činidlo
• Palivo
• Železo, oceľ, hliník alebo iný kovový prášok
• Horľavé spojivo

Popri týchto zložkách sa môžu k zmierneniu prímesí pridať aj farbivá a zlúčeniny chemická reakcia. Uhlie a síra sú často ohňostrojné palivo alebo prskavky môžu jednoducho použiť ako palivo palivo. Spojivom je obvykle cukor, škrob alebo šelak. Ako oxidačné činidlá sa môžu použiť dusičnan draselný alebo chlorečnan draselný. Kovy sa používajú na vytváranie iskier. Sparklerove vzorce môže byť celkom jednoduché. Prskavka môže napríklad pozostávať iba z chloristanu draselného, ​​titánu alebo hliníka a dextrínu.

Teraz, keď ste videli zloženie prskavky, pozrime sa, ako tieto chemikálie navzájom reagujú.

Oxidanty produkujú kyslík na spaľovanie zmesi. Oxidačné činidlá sú zvyčajne dusičnany, chlorečnany alebo chloristany. Dusičnany sa skladajú z iónu kovu a dusičnanu. Dusičnany odovzdávajú 30% svojho kyslíka za vzniku dusitanov a kyslíka. Výsledná rovnica pre dusičnan draselný vyzerá takto:

2 KNO₃(plné) → 2 KNO₂(pevná látka) + O₂(Plyn)

Chloráty sa skladajú z iónu kovu a chlorečnanu. Chloráty sa vzdávajú všetkého svojho kyslíka, čo spôsobuje pôsobivejšiu reakciu. To však tiež znamená, že sú výbušné. Príklad chlorečnanu draselného produkovať kyslík by vyzeralo takto:

2 KClO₃(tuhá látka) → 2 KCl (tuhá látka) + 30₂(Plyn)

Perchloráty obsahujú v nich viac kyslíka, ale pri náraze je menej pravdepodobné, že budú explodovať ako chlorečnany. Chloristan draselný produkuje v tejto reakcii kyslík:

KClO₄(tuhá látka) → KCl (tuhá látka) + 20₂(Plyn)

Redukčné činidlá sú palivo používané na spaľovanie kyslíka produkovaného oxidačnými činidlami. Týmto spaľovaním vzniká horúci plyn. Príkladmi redukčných činidiel sú síra a uhlie, ktoré reagujú s kyslíkom za vzniku oxidu siričitého (SO₂) a oxid uhličitý (CO₂).

Na urýchlenie alebo spomalenie reakcie sa môžu kombinovať dve redukčné činidlá. Rýchlosť reakcie ovplyvňujú aj kovy. Jemnejšie kovové prášky reagujú rýchlejšie ako hrubé prášky alebo vločky. Na reguláciu reakcie sa môžu tiež pridať ďalšie látky, ako napríklad kukuričná múka.

Spojivá držia zmes pohromade. Pre prskavka sú bežné spojivá dextrín (cukor) navlhčený vodou alebo šelaková zlúčenina navlhčená alkoholom. Spojivo môže slúžiť ako redukčné činidlo a ako moderátor reakcie.

Poďme to všetko dohromady. Prskavka pozostáva z chemickej zmesi, ktorá sa nalisuje na tuhú tyčinku alebo drôt. Tieto chemikálie sú často zmiešané s vodou za vzniku kaše, ktorá môže byť potiahnutá drôtom (ponorením) alebo naliata do skúmavky. Akonáhle zmes zaschne, máte prskavka. Na vytvorenie svetlých trblietavých iskier sa môžu použiť prach alebo vločky z hliníka, železa, ocele, zinku alebo horčíka. Kovové vločky sa zahrievajú, až kým nie sú žiarovky a žiaria jasne alebo pri dostatočne vysokej teplote skutočne nespália. Prskavky sa niekedy nazývajú snehové gule s odkazom na guľu iskier, ktorá obklopuje horiacu časť prskavky.

Na vytvorenie farieb sa môžu pridať rôzne chemikálie. Palivo a oxidačné činidlo sú spolu s ostatnými chemikáliami proporcionálne tak, aby prskavka prskavka skôr ako vybuchuje ako žabka. Akonáhle je jeden koniec prskavky zapálený, horí postupne na druhý koniec. Koniec palice alebo drôtu je teoreticky vhodný na podporu pri horení.

Je zrejmé, že iskry, ktoré sa kaskádujú z horiacej palice, predstavujú nebezpečenstvo požiaru a popálenia; menej samozrejme prskavky obsahujú jeden alebo viac kovov, takže môžu predstavovať zdravotné riziko. Prskavky by sa nemali spáliť na koláčoch ako sviečky alebo inak používať spôsobom, ktorý by mohol viesť k spotrebe popola. Používajte prskavky bezpečne a bavte sa!