Химия позади фейерверка бенгальского огня

Не все фейерверки созданы равными. Например, между фейерверком и бенгальским огнем есть разница: цель фейерверка - создать контролируемый взрыв; Спарклер, с другой стороны, горит в течение длительного периода времени (до минуты) и производит блестящий поток искр.

Спарклер состоит из нескольких веществ:

• Окислитель
• Топливо
• Железо, сталь, алюминий или другой металлический порошок
• Горючее связующее

В дополнение к этим компонентам красители и соединения также могут быть добавлены для смягчения химическая реакция. Часто уголь и сера являются фейерверковым топливом, или бенгальские огни могут просто использовать связующее в качестве топлива. Связующим обычно является сахар, крахмал или шеллак. В качестве окислителей можно использовать нитрат калия или хлорат калия. Металлы используются для создания искр. Спарклер формулы может быть довольно просто Например, бенгальский огонь может состоять только из перхлората калия, титана или алюминия и декстрина.

Теперь, когда вы увидели состав бенгальского огня, давайте рассмотрим, как эти химические вещества реагируют друг с другом.

Окислители производят кислород, чтобы сжечь смесь. Окислителями обычно являются нитраты, хлораты или перхлораты. Нитраты состоят из иона металла и нитрат-иона. Нитраты отдают 30% кислорода, чтобы получить нитриты и кислород. Полученное уравнение для нитрата калия выглядит так:

2 КНО₃(сплошная) → 2 KNO₂(сплошной) + O₂(Газ)

Хлораты состоят из иона металла и иона хлората. Хлораты отдают весь свой кислород, вызывая более эффектную реакцию. Однако это также означает, что они взрывоопасны. Пример хлората калия выход его кислорода будет выглядеть так:

2 KClO₃(твердое вещество) → 2 KCl (твердое вещество) + 3 O₂(Газ)

В перхлоратах содержится больше кислорода, но они менее подвержены взрыву в результате удара, чем хлораты. Перхлорат калия дает кислород в этой реакции:

KClO₄(твердое вещество) → KCl (твердое вещество) + 2 O₂(Газ)

Восстановители - это топливо, используемое для сжигания кислорода, выделяемого окислителями. Это сгорание производит горячий газ. Примерами восстановителей являются сера и уголь, которые реагируют с кислородом с образованием диоксида серы (SO₂) и углекислый газ (CO₂) соответственно.

Два восстановителя могут быть объединены, чтобы ускорить или замедлить реакцию. Также металлы влияют на скорость реакции. Более мелкие металлические порошки реагируют быстрее, чем грубые порошки или хлопья. Другие вещества, такие как кукурузная мука, также могут быть добавлены для регулирования реакции.

Связующие вещества удерживают смесь вместе. Для бенгальского огня обычными связующими веществами являются декстрин (сахар), смоченный водой или смесью шеллака, смоченной спиртом. Связующее может служить восстановителем и замедлителем реакции.

Давайте сложим все это вместе. Спарклер состоит из химической смеси, которая отлита на жесткую палочку или проволоку. Эти химические вещества часто смешиваются с водой, образуя суспензию, которую можно нанести на проволоку (погружением) или разлить в трубку. Как только смесь высохнет, у вас есть бенгальский огонь. Алюминиевая, железная, стальная, цинковая или магниевая пыль или чешуйки могут использоваться для создания ярких, мерцающих искр. Металлические чешуйки нагреваются до тех пор, пока они не станут лампами накаливания и не будут ярко сиять или при достаточно высокой температуре фактически сгореть. Иногда бенгальские огни называют снежками по отношению к клубу искр, который окружает горящую часть бенгальского огня.

Различные химические вещества могут быть добавлены для создания цветов. Топливо и окислитель распределяются вместе с другими химическими веществами так, чтобы бенгальский огонь медленно, а не взрывается, как фейерверк. Как только один конец бенгальского огня зажжен, он горит постепенно на другом конце. Теоретически, конец стержня или проволоки подходит для его поддержки во время горения.

Очевидно, что искры, падающие с горящей палки, представляют опасность пожара и ожога; менее очевидно, что бенгальские огни содержат один или несколько металлов, поэтому они могут представлять опасность для здоровья. Бенгальские огни не следует сжигать на пирогах в качестве свечей или использовать иным способом, который может привести к потреблению пепла. Так что используйте бенгальские огни безопасно и получайте удовольствие!