V najranejších dňoch Spojených štátov John Adams napísal svojej manželke Abigail o oslave nezávislosti: „Malo by byť slávnostne oslavované s Pompom a Parade, s jedným filmom Shews, Games, Sports, Guns, Bells, Bonfires and Illuminations. tohto kontinentu druhému od tohto času vpred navždy. ““ „Oheň a osvetlenie“ sa vzťahuje priamo na to, čo poznáme ako pyrotechnické a ohňostrojové displeje.
Som chemik a tiež prezident spoločnosti Pyrotechnics Guild International, organizácie, ktorá propaguje bezpečné používanie ohňostroja a používa ich tu v USA na oslavu Dňa nezávislosti a iných festivalov počas celého roka. Ako chemik a niekto, kto vedie demonštrácie pre študentov chémie, považujem ohňostroj za vynikajúci príklad spaľovacích reakcií, ktoré spôsobujú farebný oheň. Vynález farebných ohňostrojov je však relatívne nový a nie všetky farby sa dajú ľahko vyrobiť.
Včasná história ohňostroja
Žabky po prvý raz vymysleli Číňania seriózne v 200 ° C. Ale až o tisíc rokov neskôr vyvinuli čínski alchymisti ohňostroj v roku 800 A. D. Tieto skoré ohňostroje boli väčšinou jasné a hlučné zmesi určené na vystrašenie zlých duchov - nie farebné, kontrolované výbuchy, ktoré dnes vidíme. Rýchlo vpred ďalšie tisícročie a Taliani prišli na to, ako pridať farbu zavedením rôznych prvkov do horľavej zmesi. Pridaním prvku stroncium do farebnej pyrotechnickej zmesi sa vytvorí červený plameň; meď, modrá; bárium, zelené; a sodík pre žltú.
Príliš veľa alebo príliš málo chemikálií robí významné zmeny teploty a tým aj vlnovej dĺžky videnej farby. Správna zmes chemikálií po vznietení produkuje dostatok energie na excitáciu elektrónov na vydávanie rôznych farieb svetla.
Aj keď chémia týchto farieb nie je nová, zdá sa, že každá generácia je nadšená z farieb striekajúcich po oblohe. Teraz máme širokú škálu farieb plameňov: červenú, zelenú, modrú, žltú, fialovú a ich variácie.
Každá farba funguje rovnakým spôsobom. Keď sa rôzne prvky vznietia, uvoľňujú rôzne vlnové dĺžky svetla, ktoré sa prekladajú ako rôzne farby.
Vďaka tomu dokonalý modrý ohňostroj
Nie všetky farby ohňostrojov sa dajú ľahko vytvoriť. Som presvedčený, že niekoľko mojich kolegov v pyrotechnickom výskume a vývoji so mnou súhlasí, že modrá je najťažšia farba.
Je to preto, že večerná obloha je odtieň modrej, čo znamená, že sa neukáže aj väčšina modrých. Ak sa pokúsite vylepšiť jas modrej farby s pozadím, môže vyzerať vyblednutá. Správna rovnováha medi a ďalších chemikálií v plameňoch alebo pri spaľovacích reakciách vytvára najlepší oheň v modrej farbe pri ohňostrojoch.
Zohľadnil som to pri pokuse vytvoriť najlepšiu modrú farbu plameňa, ktorú nazývam pilulkou modrou. Je to dosť jasné na to, aby vyniklo proti nočnej oblohe, ale stále sýtej modrej. Mám viac ako 20 modrých pyrotechnických receptúr a zistil som, že je veľmi blízko tomuto nepolapiteľnému odtieňu.
Ďalším problémom pri vytváraní intenzívnej modrej farby je to, že chémia nie je jednoduchá. Vyžaduje kombináciu niekoľkých chemikálií a prvku medi. Keď sa meď vznieti, elektróny obklopujúce atómy medi sa v plamene vzrušia a energizujú. Keď elektróny uvoľnia túto energiu, pozorovatelia sa javia ako modré svetlo. Každá farba funguje rovnakým spôsobom. Keď sa rôzne prvky vznietia, uvoľňujú rôzne vlnové dĺžky svetla, ktoré sa prekladajú ako rôzne farby. Takže keď vidíte modro-farebné bodky svetla vytvárajúce vzor na nočnej oblohe, skutočne vidíte vzrušené elektróny uvoľňujúce energiu ako modré svetlo.
Paul E. Smith, demonštrátor prednášky pre chémiu, Purdue University
