Kemija barv za ognjemete

Kaj proizvaja te žive barve - in znanost za tem

Steve Kelley alias mudpig / Getty Images

Ustvarjanje barv za ognjemete je kompleksen podvig, ki zahteva veliko umetnosti in uporabo fizikalne znanosti. Razen pogonskih goriv ali posebnih učinkov, svetlobne točke, ki jih izbijejo ognjemeti , imenovane 'zvezde', na splošno potrebujejo proizvajalec kisika, gorivo, vezivo (da vse ostane tam, kjer mora biti) in proizvajalec barve. Obstajata dva glavna mehanizma proizvajanja barv v ognjemetih, žarenje in luminiscenca .

Žarnica z žarilno nitko

Žarenje je svetloba, ki nastane iz toplote. Toplota povzroči, da se snov segreje in zasije, sprva oddaja infrardečo svetlobo, nato pa rdečo, oranžno, rumeno in belo svetlobo, ko postane vse bolj vroča. Ko je temperatura ognjemeta nadzorovana, je mogoče spremeniti sij komponent, kot je oglje, v želeno barvo (temperaturo) ob pravem času. Kovine, kot je aluminij, magnezij , in titan, gorita zelo svetlo in sta uporabna za povečanje temperature ognjemeta.

Luminescenca

Luminescenco proizvaja svetloba z uporabo energije vire, ki niso toplota. Včasih se luminiscenca imenuje 'hladna svetloba', ker se lahko pojavi pri sobna temperatura in nižje temperature. Da bi ustvarili luminiscenco, energijo absorbira elektron atoma ali molekule, zaradi česar postane vzbujen, vendar nestabilen. Energijo dovaja toplota gorečega ognjemeta. Ko se elektron vrne v nižje energijsko stanje, se energija sprosti v obliki fotona (svetlobe). Energija v foton določa njegovo valovno dolžino ali barvo.​

V nekaterih primerih so soli, potrebne za proizvodnjo želene barve, nestabilne. Barijev klorid (zelen) je nestabilen pri sobni temperaturi, torej barij je treba kombinirati s stabilnejšo spojino (npr. klorirano gumo). V tem primeru se klor sprosti v toploti gorenja pirotehničnega sestavka, da nato nastane barijev klorid in nastane zelena barva. Bakrov klorid (moder) je po drugi strani nestabilen pri visokih temperaturah, zato se ognjemet ne more preveč segreti, vendar mora biti dovolj svetel, da ga lahko vidite.

Kakovost sestavin za ognjemete

Čiste barve zahtevajo čiste sestavine. Tudi sledovi nečistoč natrija (rumeno-oranžna) zadostujejo, da preglasijo ali spremenijo druge barve. Potrebna je skrbna formulacija, da preveč dima ali ostankov ne prikrije barve. Pri ognjemetih, tako kot pri drugih stvareh, so stroški pogosto povezani s kakovostjo. Spretnost proizvajalca in datum izdelave ognjemeta močno vplivata na končni prikaz (ali pomanjkanje).

Tabela barvil za ognjemete

barva	Spojina
rdeča	stroncijeve soli, litijeve soli litijev karbonat, LidvaCO3= rdeče stroncijev karbonat, SrCO3= živo rdeča
Oranžna	kalcijeve soli kalcijev klorid, CaCldva kalcijev sulfat, CaSO4 · xHdvaO, kjer je x = 0,2,3,5
zlato	žarenje železa (z ogljikom), oglja ali saje
Rumena	natrijeve spojine natrijev nitrat, NaNO3 kriolit, Na3AlF6
Električno bela	razbeljene kovine, kot sta magnezij ali aluminij barijev oksid, BaO
Zelena	barijeve spojine + proizvajalec klora barijev klorid, BaCl+= svetlo zelena
Modra	bakrove spojine + proizvajalec klora bakrov acetoarzenit (Pariško zeleno), Cu3KotdvaO3KukavicadvaH3Odva)dva= modra bakrov (I) klorid, CuCl = turkizno modra
Vijolična	mešanica spojin stroncija (rdeča) in bakra (modra).
Srebrna	goreči prah ali kosmiči aluminija, titana ali magnezija

Zaporedje dogodkov

Že samo pakiranje barvilnih kemikalij v eksplozivni naboj bi povzročilo nezadovoljiv ognjemet! Obstaja zaporedje dogodkov, ki vodijo do čudovitega, barvitega zaslona. Prižig vžigalne vrvice vžge dvižni naboj, ki požene ognjemet v nebo. Dvižni naboj je lahko črni smodnik ali kateri od sodobnih pogonskih goriv. Ta naboj gori v zaprtem prostoru in se potiska navzgor, ko se vroč plin potisne skozi ozko odprtino.

Varovalka še naprej gori s časovnim zamikom, da doseže notranjost ohišja. Lupina je polna zvezdic, ki vsebujejo paketke kovina soli in gorljive snovi. Ko vžigalna vrvica doseže zvezdo, je ognjemet visoko nad množico. Zvezda se razleti in tvori žareče barve s kombinacijo žarilne toplote in emisijske luminiscence.