Ikke alt fyrværkeri oprettes lige. For eksempel er der en forskel mellem en fyrværker og en gnist: Målet med en fyrværker er at skabe en kontrolleret eksplosion; en gnist derimod brænder over en lang periode (op til et minut) og producerer et strålende brus af gnister.
Sparkler kemi
En gnist består af flere stoffer:
- En oxidator
- Et brændstof
- Jern, stål, aluminium eller andet metalpulver
- Et brændbart bindemiddel
Ud over disse komponenter kan farvestoffer og forbindelser også tilsættes for at moderere kemisk reaktion. Ofte er trækul og svovl fyrværkeri brændstof, eller mousse kan simpelthen bruge bindemidlet som brændstof. Bindemidlet er normalt sukker, stivelse eller shellac. Kaliumnitrat eller kaliumchlorat kan anvendes som oxidationsmidler. Metaller bruges til at oprette gnisterne. Gnistformler kan være ganske enkel. For eksempel kan en gnistflade kun bestå af kaliumperchlorat, titan eller aluminium og dextrin.
Nu, hvor du har set sammensætningen af en gnist, lad os overveje, hvordan disse kemikalier reagerer med hinanden.
iltningsmidler
Oxidatorer producerer ilt for at forbrænde blandingen. Oxidatorer er normalt nitrater, chlorater eller perchlorater. Nitrater består af en metalion og en nitration. Nitrater opgiver 30% af deres ilt for at give nitritter og ilt. Den resulterende ligning for kaliumnitrat ser sådan ud:
2 KNO3(solid) → 2 KNO2(fast) + O2(gas)
Chlorater består af en metalion og chloration. Chlorater opgiver alt deres ilt, hvilket skaber en mere spektakulær reaktion. Dette betyder dog også, at de er eksplosive. Et eksempel på kaliumchlorat hvis det giver ilt, ser det sådan ud:
2 KClO3(fast) → 2 KCl (fast) + 3 O2(gas)
Perchlorater har mere ilt i dem, men de er mindre tilbøjelige til at eksplodere som følge af en påvirkning end chlorater. Kaliumperchlorat giver sit ilt i denne reaktion:
KClO4(fast) → KCl (fast) + 2 O2(gas)
Reduktion af agenter
Reduktionsmidlerne er det brændstof, der bruges til at forbrænde det ilt, der produceres af oxidationsmidlerne. Denne forbrænding producerer varm gas. Eksempler på reduktionsmidler er svovl og trækul, der reagerer med oxygenet til dannelse af svovldioxid (SO)2) og kuldioxid (CO2), henholdsvis.
Regulatorer
To reduktionsmidler kan kombineres for at fremskynde eller forsinke reaktionen. Metaller påvirker også reaktionens hastighed. Finere metalpulvere reagerer hurtigere end grove pulvere eller flager. Andre stoffer, såsom cornmeal, kan også tilsættes for at regulere reaktionen.
Bindemidler
Bindemidler holder blandingen sammen. For en mousserende er almindelige bindemidler dextrin (et sukker) dæmpet med vand eller en shellacforbindelse, der er fugtet med alkohol. Bindemidlet kan tjene som et reduktionsmiddel og som en reaktionsmoderator.
Hvordan fungerer en gnister?
Lad os sammensætte det hele. En gnister består af en kemisk blanding, der er støbt på en stiv pind eller tråd. Disse kemikalier blandes ofte med vand for at danne en opslæmning, der kan coates på en tråd (ved at dyppe) eller hældes i et rør. Når blandingen tørrer, har du en mousserende. Aluminium, jern, stål, zink eller magnesiumstøv eller flager kan bruges til at skabe de lyse, skinnende gnister. Metalflagene opvarmes, indtil de er glødende og skinner lyst eller ved en høj nok temperatur faktisk brænder. Nogle gange kaldes sparkler snekugler med henvisning til gnistenes kugle, der omgiver den brændende del af tændrøret.
En række kemikalier kan tilføjes for at skabe farver. Brændstof og oxidator er proportioneret sammen med de andre kemikalier, så sparkler brænder langsomt snarere end at eksplodere som en fyrværker. Når den ene ende af gnisten tændes, brænder den gradvist til den anden ende. I teorien er enden af stokken eller ledningen egnet til at understøtte den, mens den brænder.
Vigtige gnisterpåmindelser
Det er klart, at gnister, der rager ud af en brændende pind, udgør en brand- og forbrændingsfare; mindre naturligt, mousserende indeholder et eller flere metaller, så de kan udgøre en sundhedsfare. Mousserende bør ikke brændes på kager som stearinlys eller på anden måde bruges på en måde, der kan føre til forbrug af asken. Så brug gnister sikkert og have det sjovt!