Sparkleri ilutulestiku taga olev keemia

Kõik ilutulestikud pole võrdsed. Näiteks on erinevus paugutil ja sädemelil: pauguri eesmärk on tekitada kontrollitav plahvatus; sädelakk seevastu põleb pika aja jooksul (kuni minut) ja tekitab sädemete särava duši.

Sparkler koosneb mitmest ainest:

• Oksüdeerija
• Kütus
• Raud, teras, alumiinium või muu metallipulber
• Põlev sideaine

Lisaks neile komponentidele võib värvainete ja ühendite lisamiseks lisada värvaineid keemiline reaktsioon. Sageli on puusüsi ja väävel ilutulestiku kütus või süüteküünlad võivad kütusena kasutada lihtsalt sideainet. Sideaineks on tavaliselt suhkur, tärklis või šellak. Oksüdeerijatena võib kasutada kaaliumnitraati või kaaliumkloraati. Sädemete tekitamiseks kasutatakse metalle. Sparkleri valemid võib olla üsna lihtne. Näiteks võib sädelus koosneda ainult kaaliumperkloraadist, titaanist või alumiiniumist ja dekstriinist.

Nüüd, kui olete näinud sädemekompositsiooni koostist, kaaluge, kuidas need kemikaalid üksteisega reageerivad.

Oksüdeerijad toodavad segu põletamiseks hapnikku. Oksüdeerijad on tavaliselt nitraadid, kloraadid või perkloraadid. Nitraadid koosnevad metalliioonist ja nitraatioonist. Nitraadid annavad nitritite ja hapniku saamiseks 30% oma hapnikust. Saadud kaaliumnitraadi võrrand näeb välja järgmine:

2 KNO₃(tahke) → 2 KNO₂(tahke) + O₂(gaas)

Kloraadid koosnevad metalliioonist ja kloraadiioonist. Kloraadid loobuvad kogu oma hapnikust, põhjustades suurejoonelisema reaktsiooni. Kuid see tähendab ka, et need on plahvatusohtlikud. Kaaliumkloraadi näide hapniku eraldamine näeks välja selline:

2 KClO₃(tahke) → 2 KCl (tahke) + 3 O₂(gaas)

Perkloraatides on neis rohkem hapnikku, kuid plahvatab plahvatuse tagajärjel vähem kui kloraadid. Kaaliumperkloraat annab selles reaktsioonis hapniku:

KClO₄(tahke) → KCl (tahke) +20₂(gaas)

Redutseerivad ained on oksüdeerijate toodetud hapniku põletamiseks kasutatav kütus. Selle põlemisega saadakse kuum gaas. Redutseerivate ainete näideteks on väävel ja süsi, mis reageerivad hapnikuga vääveldioksiidi (SO) moodustamiseks₂) ja süsinikdioksiid (CO₂) vastavalt.

Reaktsiooni kiirendamiseks või aeglustamiseks võib ühendada kaks redutseerivat ainet. Samuti mõjutavad metallid reaktsiooni kiirust. Peenemad metallipulbrid reageerivad kiiremini kui jämedad pulbrid või helbed. Reaktsiooni reguleerimiseks võib lisada ka muid aineid, näiteks maisijahu.

Sideained hoiavad segu koos. Sparkleri jaoks on tavalised sideained veega niisutatud dekstriin (suhkur) või alkoholiga niisutatud šellakiühend. Sideaine võib olla redutseerija ja reaktsiooni moderaator.

Paneme selle kõik kokku. Sparkler koosneb keemilisest segust, mis on valatud jäigale pulgale või traadile. Neid kemikaale segatakse sageli veega, moodustades läga, mille saab traadile katta (kastmise teel) või torusse valada. Kui segu kuivab, on teil sädelus. Heledate säravate sädemete tekitamiseks võib kasutada alumiiniumi, rauda, ​​terast, tsinki või magneesiumi tolmu või helbeid. Metallist helbed kuumenevad, kuni nad on hõõguvad ja säravad eredalt või põlevad piisavalt kõrgel temperatuuril tegelikult ära. Mõnikord nimetatakse sädeinimesi lumepallideks, pidades silmas sädemepalli, mis ümbritseb sädeleja põlevat osa.

Värvide loomiseks võib lisada mitmesuguseid kemikaale. Kütus ja oksüdeerija on proportsionaalselt teiste kemikaalidega proportsioonides nii, et sädeleja põleb pigem aeglaselt kui plahvatades nagu paugut. Kui sädeme üks ots on süüdatud, põleb see järk-järgult teise otsa. Teoreetiliselt sobib kepi või traadi ots selle toetamiseks põletamise ajal.

Ilmselt tekitavad põleva pulgaga järkjärgulised sädemed tule- ja põletusohtu; vähem ilmselgelt sisaldavad sädemetekkelid ühte või mitut metalli, nii et need võivad olla tervisele ohtlikud. Sädemeid ei tohiks kookidel küünlatena põletada ega kasutada muul viisil, mis võib põhjustada tuha tarbimist. Niisiis, kasutage sädemeid kindlalt ja nautige!