Kjemien til fyrverkerifarger

Hva produserer de levende fargene - og vitenskapen bak

Steve Kelley aka mudpig / Getty Images

Å lage fyrverkerifarger er et komplekst forsøk, som krever betydelig kunst og bruk av fysisk vitenskap. Med unntak av drivmidler eller spesialeffekter, lyspunktene som kastes ut fra fyrverkeri , kalt 'stjerner', krever vanligvis en oksygenprodusent, drivstoff, bindemiddel (for å holde alt der det skal være) og fargeprodusent. Det er to hovedmekanismer for fargeproduksjon i fyrverkeri, gløde og luminescens .

Glødelampe

Gløde er lys produsert fra varme. Varme får et stoff til å bli varmt og gløde, først avgir infrarødt lys, deretter rødt, oransje, gult og hvitt lys etter hvert som det blir stadig varmere. Når temperaturen på et fyrverkeri kontrolleres, kan gløden til komponenter, for eksempel kull, manipuleres til å få ønsket farge (temperatur) til riktig tid. Metaller som aluminium, magnesium , og titan, brenner veldig sterkt og er nyttige for å øke temperaturen på fyrverkeriet.

Luminescens

Luminescens er lys produsert bruker energi andre kilder enn varme. Noen ganger kalles luminescens 'kaldt lys' fordi det kan oppstå kl romtemperatur og kjøligere temperaturer. For å produsere luminescens absorberes energi av et elektron fra et atom eller molekyl, noe som får det til å bli opphisset, men ustabilt. Energien tilføres av varmen fra det brennende fyrverkeriet. Når elektronet går tilbake til en lavere energitilstand, frigjøres energien i form av et foton (lys). Energien til foton bestemmer bølgelengden eller fargen

I noen tilfeller er saltene som trengs for å produsere ønsket farge ustabile. Bariumklorid (grønn) er ustabil ved romtemperatur, så barium må kombineres med en mer stabil blanding (f.eks. klorgummi). I dette tilfellet frigjøres klor i varmen fra brenningen av den pyrotekniske sammensetningen, for deretter å danne bariumklorid og produsere den grønne fargen. Kobberklorid (blått), derimot, er ustabilt ved høye temperaturer, så fyrverkeriet kan ikke bli for varmt, men det må likevel være lyst nok til å bli sett.

Kvaliteten på fyrverkeriingrediensene

Rene farger krever rene ingredienser. Selv spormengder av natriumurenheter (gul-oransje) er tilstrekkelig til å overvinne eller endre andre farger. En forsiktig formulering er nødvendig slik at for mye røyk eller rester ikke maskerer fargen. Med fyrverkeri, som med andre ting, er kostnadene ofte knyttet til kvalitet. Produsentens dyktighet og datoen da fyrverkeriet ble produsert påvirker i stor grad den endelige visningen (eller mangelen på sådan).

Tabell over fyrverkerifargestoffer

Farge	Sammensatt
rød	strontiumsalter, litiumsalter litiumkarbonat, LitoCO3= rød strontiumkarbonat, SrCO3= knallrødt
oransje	kalsiumsalter kalsiumklorid, CaClto kalsiumsulfat, CaSO4 · xHtoO, hvor x = 0,2,3,5
Gull	glødende jern (med karbon), kull eller lampesvart
Gul	natriumforbindelser natriumnitrat, NaNO3 kryolitt, Na3AlF6
Elektrisk hvit	hvitglødende metall, som magnesium eller aluminium bariumoksid, BaO
Grønn	bariumforbindelser + klorprodusent bariumklorid, BaCl+= lys grønn
Blå	kobberforbindelser + klorprodusent kobberacetoarsenitt (Parisgrønn), Cu3SomtoO3GjøktoH3Oto)to= blå kobber(I)klorid, CuCl = turkisblått
Lilla	blanding av strontium (rød) og kobber (blå) forbindelser
Sølv	brenning av aluminium, titan eller magnesiumpulver eller flak

En rekke hendelser

Bare det å pakke fargekjemikalier inn i en eksplosiv ladning ville produsere et utilfredsstillende fyrverkeri! Det er en rekke hendelser som fører til en vakker, fargerik visning. Å tenne lunten tenner løfteladningen, som driver fyrverkeriet mot himmelen. Løfteladningen kan være svartkrutt eller et av de moderne drivmidlene. Denne ladningen brenner i et begrenset rom, og presser seg selv oppover mens varm gass presses gjennom en smal åpning.

Sikringen fortsetter å brenne med en tidsforsinkelse for å nå innsiden av skallet. Skallet er fullpakket med stjerner som inneholder pakker med metall salter og brennbart materiale. Når lunta når stjernen, er fyrverkeriet høyt over mengden. Stjernen blåser fra hverandre og danner glødende farger gjennom en kombinasjon av glødende varme og emisjonsluminescens.