Как Устроены Фейерверки?

Концепция фейерверка была просто выведена из химической теории горения. Чтобы создать успешный фейерверк, должны присутствовать шесть ключевых ингредиентов:

Источник топлива.
Окислитель.
Восстановитель.
Регулятор.
Красящий химикат.
Связующее вещество.

Каждый день вихревые шиберные затворы и отводные клапаны обрабатывают большое количество сырья, используемого в производстве фейерверков. О том,  как выбрать салют и пользоваться им, вы можете узнать на http://gazetki.by/article/kak-vybrat-salyut-i-polzovatsya-im.

Источники топлива

Наиболее распространенным материалом, используемым для заправки фейерверков, является древесный уголь.

Воспламенение топлива — это базовая научная концепция, но ее сложно понять. Короче говоря, фейерверк отрывается от земли в результате многих химических реакций.

Шаг 1. В основе фейерверка находится окислитель. Именно эта структура обеспечивает фейерверку прямой путь перемещения.

Шаг 2. Когда фейерверк зажигается, источник топлива начинает терять электроны, поскольку они движутся к атомам в окислителе.

Шаг 3. Заряженные электронами атомы вызывают химическую реакцию, которая восстанавливает окислитель. Это приводит к тому, что окислитель также отторгает атомы, позволяя им проходить через него.

Шаг 4. Атомы и источник топлива соединяются, образуя горючее соединение.

Шаг 5. При воспламенении соединение разжижается и образует пар под давлением. Это давление проходит через заднюю часть фейерверка, чтобы привести его в действие для взлета.

Окислители

Как объяснялось выше, окислитель необходим для обеспечения того, чтобы внутреннее содержимое фейерверка могло гореть и воспламеняться. Распространенные окислители включают нитраты, хлораты и перхлораты.

Хотя химический состав каждого материала сложен, хлораты являются наиболее эффективным окислителем в производстве фейерверков. Причина в том, что хлораты сохраняют идеальное количество кислорода в момент взрыва, что создает наиболее впечатляющее горение.

В качестве альтернативы, перхлораты удерживают еще больше кислорода, но обладают улучшенной химической стабильностью, что снижает вероятность их взрыва. Нитраты используют только одну треть своего кислородного потенциала, что приводит к ошеломляющему взрыву фейерверка.

Восстановители

Используя ту же химическую реакцию, которая позволяет воздушному шару взлететь, восстановители необходимы в фейерверках для получения горячих газов, которые обеспечивают вертикальное перемещение. Наиболее распространенными восстановителями являются сера и древесный уголь. При воспламенении эти материалы вступают в реакцию с кислородом с образованием диоксида серы и диоксида углерода соответственно. Эти газы подпитывают фейерверк на протяжении всего пути его движения, перед взрывом.

Регуляторы

Регуляторы часто изготавливаются из различных металлических порошков и необходимы для обеспечения безопасности фейерверков. Как следует из технического термина «регулятор», добавляя следовые количества металла во внутреннюю смесь химических веществ фейерверка, можно регулировать скорость взрывной реакции. По сути, включение металла приводит к более медленному горению и, следовательно, к замедленному взрыву.

Регуляторы, возможно, являются самым важным компонентом фейерверка, поскольку они представляют собой разницу между «бомбами, разрывающимися в воздухе» и «бомбами, разрывающимися у ваших ног».

Красящие химикаты

Малоизвестным фактом является то, что для создания разных цветов фейерверка в «ингредиенты» фейерверка необходимо добавлять разные химические вещества.

Для создания каждого цвета фейерверка чаще всего используются следующие химические вещества:

Красный: Стронций и/или литий
Апельсин: Кальций
Желтый: Натрий
Зеленый: Барий
Синий: Медь
Фиолетовый: Калий и/или рубидий
Золото: Железо, Древесный уголь и /или Задняя крышка лампы
Белый: Титан, Алюминий, Бериллий и/или магний

Точно так же, как краски и красители, разноцветные химические вещества можно смешивать, чтобы создать другой цвет или создать разноцветный фейерверк.

Чтобы получить цвета, химические вещества достигают высоких температур, когда они сгорают при взрыве. Высокие температуры генерируют световую энергию фотонов (hv), что позволяет зрителям видеть цвет.

ТЫ ЗНАЛ? – Синий — самый сложный цвет фейерверка для достижения. Это связано с тем, что насыщенность синего цвета может быть достигнута только при очень высоких химических температурах. Таким образом, чем выше температура, тем голубее фейерверк.

Связующие вещества

Связующие вещества служат «кабиной» фейерверка, в которой все взрывчатые вещества размещаются в ограниченном пространстве, чтобы они могли гореть и вступать в реакцию друг с другом. Связующие вещества часто изготавливаются из крахмалистых материалов, таких как декстрин и парон.

ТЫ ЗНАЛ? – Парон используется только для связывания красных и зеленых фейерверков, потому что его свойства делают эти цвета более яркими.