Uguņošanas krāsu ķīmija

Kas rada šīs spilgtās krāsas — un aiz tā esošā zinātne

Stīvs Kellijs jeb mudpig / Getty Images

Uguņošanas krāsu radīšana ir sarežģīts darbs, kas prasa ievērojamu mākslu un fizisko zinātņu pielietojumu. Izņemot propelentus vai specefektus, gaismas punktus, kas izplūst no uguņošana , ko sauc par 'zvaigznēm', parasti ir nepieciešams skābekļa ražotājs, degviela, saistviela (lai viss būtu tur, kur nepieciešams) un krāsu ražotājs. Ir divi galvenie krāsu ražošanas mehānismi uguņošanas ierīcēm, kvēlspuldze un luminiscence .

Kvēlspuldze

Kvēlspuldze ir gaisma, ko rada karstums. Karstums liek vielai sakarst un mirdzēt, sākotnēji izstarojot infrasarkano, tad sarkano, oranžo, dzelteno un balto gaismu, jo tā kļūst arvien karstāka. Kad uguņošanas temperatūra tiek kontrolēta, sastāvdaļu, piemēram, ogles, mirdzumu var mainīt, lai īstajā laikā iegūtu vēlamo krāsu (temperatūru). Metāli, piemēram, alumīnijs, magnijs , un titāns, deg ļoti spilgti un ir noderīgi uguņošanas temperatūras paaugstināšanai.

Luminiscence

Luminiscence ir gaismas radīta izmantojot enerģiju citiem avotiem, izņemot siltumu. Dažreiz luminiscenci sauc par 'auksto gaismu', jo tā var notikt plkst telpas temperatūra un vēsākas temperatūras. Lai radītu luminiscenci, atoma vai molekulas elektrons absorbē enerģiju, izraisot to satraukumu, bet nestabilu. Enerģiju piegādā degošā salūta siltums. Kad elektrons atgriežas zemākas enerģijas stāvoklī, enerģija tiek atbrīvota fotona (gaismas) veidā. Enerģija fotons nosaka tā viļņa garumu vai krāsu

Dažos gadījumos sāļi, kas nepieciešami vēlamās krāsas iegūšanai, ir nestabili. Bārija hlorīds (zaļš) istabas temperatūrā ir nestabils, tāpēc bārijs jākombinē ar stabilāku savienojumu (piemēram, hlorkaučuku). Šajā gadījumā pirotehniskā sastāva degšanas siltumā izdalās hlors, veidojot bārija hlorīdu un iegūstot zaļo krāsu. Savukārt vara hlorīds (zils) ir nestabils augstā temperatūrā, tāpēc uguņošana nevar kļūt pārāk karsta, tomēr tai jābūt pietiekami spilgtai, lai to varētu redzēt.

Uguņošanas sastāvdaļu kvalitāte

Tīrām krāsām ir vajadzīgas tīras sastāvdaļas. Pat neliels daudzums nātrija piemaisījumu (dzelteni oranžs) ir pietiekami, lai pārspētu vai mainītu citas krāsas. Ir nepieciešama rūpīga formula, lai pārāk daudz dūmu vai atlikumu neslēptu krāsu. Uguņošanas ierīces, tāpat kā citas lietas, izmaksas bieži ir saistītas ar kvalitāti. Ražotāja prasme un uguņošanas datums lielā mērā ietekmē galīgo displeju (vai tā trūkumu).

Uguņošanas krāsvielu tabula

Krāsa	Savienojums
sarkans	stroncija sāļi, litija sāļi litija karbonāts, LidiviCO3= sarkans stroncija karbonāts, SrCO3= spilgti sarkans
apelsīns	kalcija sāļi kalcija hlorīds, CaCldivi kalcija sulfāts, CaSO4 · xHdiviO, kur x = 0,2,3,5
Zelts	dzelzs (ar oglekli), ogles vai lampas melns kvēlspīdēšana
Dzeltens	nātrija savienojumi nātrija nitrāts, NaNO3 kriolīts, Na3AlF6
Elektriski Balts	balti karsts metāls, piemēram, magnijs vai alumīnijs bārija oksīds, BaO
Zaļš	bārija savienojumi + hlora ražotājs bārija hlorīds, BaCl+= spilgti zaļš
Zils	vara savienojumi + hlora ražotājs vara acetoarsenīts (Parīzes zaļš), Cu3KādiviO3DzeguzediviH3Odivi)divi= zils vara (I) hlorīds, CuCl = tirkīza zils
Violets	stroncija (sarkanā) un vara (zilā) savienojumu maisījums
Sudrabs	alumīnija, titāna vai magnija pulvera vai pārslu dedzināšana

Notikumu secība

Tikai krāsvielu ķimikāliju iesaiņošana sprādzienbīstamā lādiņā radītu neapmierinošu uguņošanu! Ir notikumu virkne, kas noved pie skaista, krāsaina displeja. Drošinātāja iedegšana aizdedzina pacelšanas lādiņu, kas virza uguņošanu debesīs. Pacelšanas lādiņš var būt melns pulveris vai kāds no mūsdienu propelentiem. Šis lādiņš sadeg slēgtā telpā, virzoties uz augšu, kad karstā gāze tiek izspiesta caur šauru atveri.

Drošinātājs turpina degt ar laika aizkavi, lai sasniegtu korpusa iekšpusi. Apvalks ir pildīts ar zvaigznēm, kas satur paciņas ar metāls sāļi un degoši materiāli. Kad drošinātājs sasniedz zvaigzni, uguņošana ir augstu virs pūļa. Zvaigzne izplūst, veidojot mirdzošas krāsas, izmantojot kvēlspuldzes siltuma un emisijas luminiscences kombināciju.