煙花爆炸後的化學反應
今天是獨立日，這意味著是時候在天空中控制爆炸了。不，不是德州郵政搖滾-偉大的科學展覽，是煙花表演。
“焰火是化學和工程學的一種應用：你需要良好的化學反應來讓效果飛上天空，需要良好的工程學來確保它們到達正確的高度併在正確的時間爆炸，”美國煙火協會前主任約翰·康克林告訴《邊緣報》。
焰火表演平均持續15至20分鐘，但**這些表演所需的計劃和準備時間可能長達兩年。設計師需要足夠的時間來確定他們想要使用的正確的顏色和形狀，並將爆炸聲計時到配樂中。
為了產生你所看到的彩色圖案和形狀，煙花使用了一種精確的化學混合物，它將在適當的溫度、適當的時間和適當的顏色下燃燒。這需要四種主要的化學成分——氧化劑、燃料、著色劑和粘合劑。
焰火需要大量的氧氣來促進燃燒，這就是氧化劑的來源。氧化劑和聽起來的差不多——一種富含氧氣的化學物質。氧化劑釋放多餘的氧氣，使爆炸效果更好。最常用的氧化劑是硝酸鹽、氯酸鹽和高氯酸鹽。
當然，任何火都需要燃料。在煙花中，通常是木炭或硫磺。這種燃料與氧化劑釋放的氧氣結合，當火勢增加時，就形成了爆炸。這些用於燃料和氧化劑的化學物質與標準**中的某些化學物質相同，而標準**是焰火中的一種基本元素。
煙花使用精確的化學混合物
燃料和氧化劑有三種不同的使用方式。用來點燃微型火箭的導火索是由非常細的**製成的，這使得燈芯能夠以非常可控的速度燃燒。這給了燃放煙花的人一些時間讓路。燃燒的導火索點燃煙花底部更大的**顆粒。那次爆炸把火箭送入了天空。
最後，**顆粒被裝在煙花的身體裡。這些膠囊最終迫使煙花爆炸。這些顆粒中還含有著色劑和粘合劑。著色劑的化學成分有助於確定我們看到的不同顏色，粘合劑——通常是一種叫做糊精的澱粉——將燃料、氧化劑和著色劑結合在顆粒中。當這些包爆炸時，化學元素會發光，而著色劑會產生肉眼可見的非常特殊的波長。
你看到的顏色都取決於你使用的不同化學物質。紅色需要鍶化合物，綠色需要鋇化合物。銅化合物需要使藍色，而鈉化合物將給你一個黃橙色。
然而，你可以使用的化學物質的種類是有限制的。首先，它們不能成為收集水分的媒介，否則點燃後就不能正常燃燒。鈉是**黃色煙花的好材料，但你不能使用氯化鈉或普通食鹽，因為它能保持水分。你還需要確保你的爆炸不會將任何有毒的化學物質推進到環境中，所以煙花中使用的任何化合物都必須是良性的。
“多年前，藍色是用砷化合物製成的；它**了一個漂亮的藍色，但很明顯砷不是我們想把砷放在大氣中的東西，”康克林說所以你要確保它是綠色的，不是綠色的，而是環保的。”
因此，從最初的點燃到最後壯觀的爆炸，煙花的生命從點燃的**引信開始，接著是**升空，最後是燃料、氧化劑、著色劑和粘合劑的化學混合物爆炸。當你享受這個週末這些熱烈的悼念時，請記住在火箭的紅光背後有多少科學參與。
- 發表於 2021-04-30 16:13
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