Химия фейерверка

1050 25 Сентября 2017
Чаще всего в своей работе пиротехники используют горючие вещества разного вида. встречаются неметаллические элементы такие как: кремний, бор, сера. Окисляясь бор и кремний, выделяют большое количество энергии, однако при этом газовые продукты не образуются. Именно поэтому эти вещества применяются при изготовлении взрывателей медленного действия. Эти взрыватели  необходимы, чтобы воспламенить другие составы в необходимое время. Такие смеси обязательно включают в себя органические углеродсодержащие материалы такие как: древесный уголь или сахар. Та же широко применяются химически активные металлы такие как: алюминий, титан и магний. Горение таких веществ высокой температуре сопровождается ярким светом. Такое свойство и стали использовать при запуске фейерверк-шоу и салютов.
Самый известный пиротехнический эффект фейерверка - это так называемые брызги. В границах светового излучения от 380 до 780 нм находится электромагнитное излучение, дающее видимый свет. Цвет, который мы видим зависит от того, в пределах какой полосы длин волн будет излучаться большая часть световой энергии.  Однако, стоит заметить, что даже при самым незначительным повышении температуры горения, яркость света будет увеличиваться.
В настоящий момент фейерверки могут быть разные по цвету и яркости эта возможность появляется на атомарном или молекулярном уровнях. Наиболее сильным светоизлучающим  эффектом обладает натрий. При температуре свыше 1800 градусов атомы создают  желто-оранжевый свет с длиной волны 589 нм. Самое маленькое количество натрия в состоянии перекрыть остальные цвета. Однако используя узкий набор химических элементов можно воспроизвести практически  все  необходимые цвета.  Соединения, имеющие в своем составе медь, барий и стронций, образуют синий, зеленый и красный цвета.  При использовании этих веществ возникают трудности, связанные с невозможностью сразу помещать их в пиротехническую продукцию.  Данные соединения  нестабильны и не пригодны к хранению в обычных условиях, поэтому их получение происходит в результате быстрых реакций при горении. Именно для этого в изделия добавляют такие соединения как: хлорсодержащий каучук, поливинилхлорид, перхлоратные или хлоратные окислители. При высоких температурах хлор соединившись с барием или стронцием, выделяет светоизлучающие молекулы. Для получения ярко синего цвета необходимо использовать  хлорид меди, но он  становится нестабильным при высоких температурах, необходимые для получения яркого света. Как только температура повышается, молекулы распадаются. Из-за этого факта необходимо строго следить за составом и размерами частиц нужных химических компонентов. Те же сложности испытывают пиротехники с фиолетовым и лиловым цветами, которые получают при свечении хлорида меди и хлорида стронция.
Так же существуют свои секреты при создании спецэффектов. Например, такое сочетание как карбонат стронция, придающий красный цвет и гранулы алюминия, создающие искры помогают образовать каскад ярко красных искр.