Химията зад огнените цветове

Създаването на огнени цветове е сложно начинание, което изисква значително изкуство и приложение на физическата наука. С изключение на горивните горива или специалните ефекти, светлинните точки се изхвърлят от фойерверки, наречени „звезди“, обикновено изискват кислород-производител, гориво, свързващо вещество (за да запази всичко, където трябва) и производител на цветове. Има два основни механизма за производство на цветове в фойерверки, нажежаема жичка и луминесценция.

Нажежаването е светлина, произведена от топлина. Топлината кара веществото да става горещо и да свети, като първоначално излъчва инфрачервена, след това червена, оранжева, жълта и бяла светлина, тъй като става все по-гореща. Когато температурата на фойерверки се контролира, блясъкът на компонентите, като дървени въглища, може да бъде манипулиран така, че да бъде желаният цвят (температура) в подходящото време. Метали, като алуминий, магнезиеви титан, горят много ярко и са полезни за повишаване на температурата на фойерверка.

Луминесценцията се произвежда светлина използвайки енергия източници, различни от топлината. Понякога луминесценцията се нарича „студена светлина“, защото може да се появи при стайна температура и по-хладни температури. За да произведе луминесценция, енергията се абсорбира от електрон на атом или молекула, което води до това да се възбуди, но нестабилно. Енергията се подава от топлината на горящата фойерверка. Когато електронът се върне в по-ниско енергийно състояние, енергията се освобождава под формата на фотон (светлина). Енергията на фотон определя дължината на вълната или цвета му.

В някои случаи солите, необходими за получаване на желания цвят, са нестабилни. Бариевият хлорид (зелен) е нестабилен при стайна температура, така че барий трябва да се комбинира с по-стабилно съединение (напр. хлориран каучук). В този случай хлорът се отделя в топлината на изгарянето на пиротехническия състав, след което се образува бариев хлорид и се получава зеленият цвят. Медният хлорид (син), от друга страна, е нестабилен при високи температури, така че фойерверките не могат да станат прекалено горещи, но трябва да са достатъчно ярки, за да се виждат.

Чистите цветове изискват чисти съставки. Дори и следи от натриеви примеси (жълто-оранжево) са достатъчни, за да надмогват или променят други цветове. Необходима е внимателна формулировка, така че твърде много дим или остатъци да не маскират цвета. С фойерверките, както и с други неща, разходите често са свързани с качеството. Уменията на производителя и датата на произвеждането на фойерверка значително влияят на крайния дисплей (или липсата му).

Само опаковането на оцветяващи химикали в експлозивен заряд би довело до незадоволителен фойерверк! Има поредица от събития, водещи до красив, цветен дисплей. Запалването на предпазителя запалва заряда на асансьора, който изстрелва фойерверка към небето. Зареждането на асансьора може да бъде черен прах или един от съвременните горива. Този заряд гори в затворено пространство, като се изтласква нагоре, докато горещият газ се изтласква през тесен отвор.

Предпазителят продължава да гори с време закъснение, за да достигне до вътрешността на корпуса. Черупката е пълна със звезди, които съдържат пакети от метал соли и горим материал. Когато предпазителят достигне звездата, фойерверките са високо над тълпата. Звездата се раздува, образувайки светещи цветове чрез комбинация от нажежаема топлина и луминесценция на емисиите.