Химията зад фойерверките на Sparkler

Не всички фойерверки са създадени равни. Например, има разлика между фойерверк и искрящ газ: Целта на фойерверка е да създаде контролиран взрив; от друга страна, искрителят изгаря за дълъг период от време (до минута) и създава блестящ душ от искри.

Искрителят се състои от няколко вещества:

• Окислител
• А гориво
• Желязо, стомана, алуминий или друг метален прах
• Гориво свързващо вещество

В допълнение към тези компоненти също могат да се добавят оцветители и съединения за омекотяване на химическа реакция. Често въгленът и сярата са гориво за фойерверки или бенгари могат просто да използват свързващото вещество като гориво. Свързващото вещество обикновено е захар, нишесте или шеллак. Калиев нитрат или калиев хлорат могат да се използват като окислители. За създаване на искрите се използват метали. Формули за искри може да е съвсем просто. Например, спринклер може да се състои само от калиев перхлорат, титан или алуминий и декстрин.

Сега, след като видяхте състава на бензин, нека помислим как тези химикали реагират помежду си.

Окислителите произвеждат кислород за изгаряне на сместа. Окислителите обикновено са нитрати, хлорати или перхлорати. Нитратите се състоят от метален йон и нитратен йон. Нитратите дават 30% от кислорода си, за да се получат нитрити и кислород. Полученото уравнение за калиев нитрат изглежда така:

2 KNO₃(твърд) → 2 KNO₂(твърдо вещество) + 0₂(газ)

Хлоратите се състоят от метален йон и хлоратния йон. Хлоратите се отказват от целия си кислород, предизвиквайки по-зрелищна реакция. Това обаче означава, че те са експлозивни. Пример за калиев хлорат отделянето на кислород ще изглежда така:

2 KClO₃(твърдо вещество) → 2 KCl (твърдо вещество) + 3 0₂(газ)

Перхлоратите имат повече кислород в тях, но е по-малко вероятно да експлодират в резултат на удар, отколкото хлоратите. Калиевият перхлорат отделя кислорода при тази реакция:

KClO₄(твърдо вещество) → KCl (твърдо вещество) + 20 °₂(газ)

Редуциращите вещества са горивото, използвано за изгаряне на кислорода, произведен от окислителите. Това изгаряне произвежда горещ газ. Примери за редуциращи агенти са сяра и въглен, които реагират с кислорода и образуват серен диоксид (SO₂) и въглероден диоксид (CO₂), съответно.

Два редуциращи агента могат да бъдат комбинирани за ускоряване или забавяне на реакцията. Също така металите влияят на скоростта на реакцията. По-фините метални прахове реагират по-бързо от грубите прахове или люспи. Други вещества, като царевична каша, също могат да се добавят за регулиране на реакцията.

Свързващите вещества държат сместа заедно. За бензиновите лъчи обичайните свързващи вещества са декстрин (захар), навлажнен от вода или шеллак съединение, напоено с алкохол. Свързващото вещество може да служи като редуциращо средство и като модератор на реакцията.

Нека да сложим всичко заедно. Бенкелът се състои от химическа смес, която се формова върху твърда пръчка или жица. Тези химикали често се смесват с вода, за да се образува каша, която може да бъде покрита върху тел (чрез потапяне) или да се излее в епруветка. След като сместа изсъхне, имате спирачка. Алуминий, желязо, стомана, цинк или магнезий прах или люспи могат да бъдат използвани за създаване на ярките, блестящи искри. Металните люспи се нагряват, докато не се накалят и светят ярко или при достатъчно висока температура всъщност изгарят. Понякога искриците се наричат ​​снежни топки по отношение на топката от искри, която заобикаля изгарящата част на бенгара.

Могат да се добавят различни химикали за създаване на цветове. Горивото и окислителят са пропорционални, заедно с другите химикали, така че изгаряне на бензин бавно, отколкото да избухне като фойерверк. След като единият край на запалителя се запали, той изгаря прогресивно към другия край. На теория краят на пръчката или жицата е подходящ, за да я поддържа, докато гори.

Очевидно искри, каскадни от горяща пръчка, представляват опасност от пожар и изгаряне; по-малко очевидно е, че бензинът съдържа един или повече метали, така че те могат да представляват опасност за здравето. Искриците не трябва да се изгарят върху питки като свещи или да се използват по друг начин по начин, който може да доведе до консумация на пепелта. Така че, използвайте спринклер безопасно и се забавлявайте!