„Sparkler“ fejerverkų chemija

Ne visi fejerverkai yra sukurti lygūs. Pavyzdžiui, yra skirtumas tarp petardos ir kibirkšties: fejerverko tikslas yra sukurti kontroliuojamą sprogimą; kibirkštis, kita vertus, per ilgą laiką (iki minutės) dega ir sukuria puikų kibirkščių dušą.

Žibintuvėlis susideda iš kelių medžiagų:

• Oksidatorius
• Degalai
• Geležies, plieno, aliuminio ar kitų metalų milteliai
• Degus rišiklis

Be šių komponentų, tirpiklių ir junginių taip pat gali būti pridedama cheminė reakcija. Dažnai anglis ir siera yra fejerverkų kuras, arba kibirkštys gali tiesiog naudoti rišiklį kaip kurą. Rišiklis paprastai yra cukrus, krakmolas arba šelakas. Kalio nitratas arba kalio chloratas gali būti naudojami kaip oksidatoriai. Kibirkštims sukurti naudojami metalai. Kibirkšties formulės gali būti gana paprasta. Pvz., Kibirkštį gali sudaryti tik kalio perchloratas, titanas arba aliuminis ir dekstrinas.

Dabar, kai pamatėte kibirkšties sudėtį, pagalvokime, kaip šios cheminės medžiagos reaguoja tarpusavyje.

Oksidatoriai gamina deguonį, kad sudegintų mišinį. Oksidatoriai paprastai yra nitratai, chloratai arba perchloratai. Nitratus sudaro metalo jonas ir nitratų jonas. Nitratai atiduoda 30% savo deguonies, kad išskiria nitritus ir deguonį. Gauta kalio nitrato lygtis atrodo taip:

2 KNO₃(kietas) → 2 KNO₂(kietas) + O₂(dujos)

Chloratai yra sudaryti iš metalo jonų ir chlorato jonų. Chloratai atiduoda visą savo deguonį, sukeldami įspūdingesnę reakciją. Tačiau tai taip pat reiškia, kad jie yra sprogstami. Kalio chlorato pavyzdys išeinantis deguonis atrodytų taip:

2 KClO₃(kietas) → 2 KCl (kietas) + 3 O₂(dujos)

Perchloratai juose turi daugiau deguonies, tačiau dėl smūgio yra mažesnė tikimybė, kad sprogs nei chloratai. Kalio perchloratas išskiria savo deguonį šioje reakcijoje:

KClO₄(kietas) → KCl (kietas) + 2 O₂(dujos)

Reduktoriai yra degalai, naudojami deginant deguonį, kurį sukuria oksidatoriai. Dėl šio degimo susidaro karštos dujos. Reduktorių pavyzdžiai yra siera ir anglis, kurios reaguodamos su deguonimi sudaro sieros dioksidą (SO₂) ir anglies dioksidas (CO₂), atitinkamai.

Reakcijai pagreitinti arba sulėtinti gali būti sujungti du reduktoriai. Taip pat metalai turi įtakos reakcijos greičiui. Smulkesni metalo milteliai reaguoja greičiau nei šiurkščiavilnių milteliai ar dribsniai. Reakcijai reguliuoti taip pat gali būti pridedama kitų medžiagų, tokių kaip kukurūzų miltai.

Rišikliai mišinį laiko kartu. Žibintuvėliui įprasti rišikliai yra dekstrinas (cukrus), sudrėkintas vandeniu, arba šelako junginys, sudrėkintas alkoholiu. Rišiklis gali būti naudojamas kaip reduktorius ir kaip reakcijos moderatorius.

Sudėkime viską kartu. Žibintuvėlis yra sudarytas iš cheminio mišinio, kuris yra suformuotas ant tvirtos lazdelės ar vielos. Šios cheminės medžiagos dažnai maišomos su vandeniu, kad susidarytų srutos, kurias galima padengti ant vielos (panardinant) arba supilti į vamzdelį. Kai mišinys išdžius, turite kibirkštį. Ryškioms, žvilgančioms kibirkštims sukurti gali būti naudojamos aliuminio, geležies, plieno, cinko ar magnio dulkės arba dribsniai. Metaliniai dribsniai įkaista iki tol, kol jie neišdega ir ryškiai šviečia arba, esant pakankamai aukštai temperatūrai, iš tikrųjų dega. Kartais žvakės vadinamos sniego rutuliukais, atsižvelgiant į kibirkštinio rutulį, supantį degantį žvakidės paviršių.

Norėdami sukurti spalvas, galite pridėti daugybę chemikalų. Degalai ir oksidatorius, kaip ir kitos cheminės medžiagos, yra proporcingi taip, kad žvakidė dega lėtai, o ne sprogo kaip petardos. Kai uždegtas vienas kibirkšties galas, jis laipsniškai dega prie kito. Teoriškai lazdos ar vielos galas yra tinkamas palaikyti ją degant.

Akivaizdu, kad kibirkštys, kylančios iš degančios lazdos, kelia gaisrą ir nudegimą; mažiau akivaizdu, kad kibirkščiose yra vienas ar keli metalai, todėl jie gali kelti pavojų sveikatai. Kibirkštys neturėtų būti deginamos ant pyragų kaip žvakės ar kitaip naudojamos tokiu būdu, kad pelenai gali būti sunaudoti. Taigi, saugiai naudokite žvakutes ir linksminkitės!