Ikke alle fyrverkerier er skapt like. For eksempel er det en forskjell mellom en fyrverker og en gnist: Målet med en fyrverker er å skape en kontrollert eksplosjon; en sparkler derimot, brenner over lang tid (opptil et minutt) og produserer en strålende dusj av gnister.
Sparklerkjemi
En sparkler består av flere stoffer:
- En oksidasjonsmiddel
- Et drivstoff
- Jern, stål, aluminium eller annet metallpulver
- Et brennbart bindemiddel
I tillegg til disse komponentene kan også fargestoffer og forbindelser tilsettes for å moderere kjemisk reaksjon. Ofte er kull og svovel fyrverksdrivstoff, eller sparkler kan ganske enkelt bruke bindemidlet som drivstoff. Bindemidlet er vanligvis sukker, stivelse eller skjellakk. Kaliumnitrat eller kaliumklorat kan brukes som oksidasjonsmidler. Metaller brukes til å lage gnistene. Gnisterformler kan være ganske enkelt. For eksempel kan en gnisten bestå av kaliumperklorat, titan eller aluminium og dekstrin.
Nå som du har sett sammensetningen av en gnist, la oss vurdere hvordan disse kjemikaliene reagerer med hverandre.
oksidanter
Oksidasjonsmidler produserer oksygen for å forbrenne blandingen. Oksidasjonsmidler er vanligvis nitrater, klorater eller perklorater. Nitrat består av et metallion og et nitration. Nitrater gir opp 30% av oksygenet sitt for å gi nitritter og oksygen. Den resulterende ligningen for kaliumnitrat ser slik ut:
2 KNO3(solid) → 2 KNO2(fast) + O2(gass)
Klorater består av et metallion og klorionet. Klorater gir opp alt oksygenet sitt, noe som gir en mer spektakulær reaksjon. Dette betyr imidlertid også at de er eksplosive. Et eksempel på kaliumklorat som gir oksygen vil se slik ut:
2 KClO3(fast) → 2 KCl (fast) + 3 O2(gass)
Perklorater har mer oksygen i seg, men det er mindre sannsynlig at de eksploderer som følge av påvirkning enn klorater. Kaliumperklorat gir oksygenet i denne reaksjonen:
KClO4(fast) → KCl (fast) + 2 O2(gass)
Redusere agenter
Reduksjonsmidlene er drivstoffet som brukes til å forbrenne oksygenet som produseres av oksydasjonsmidlene. Denne forbrenningen produserer varm gass. Eksempler på reduksjonsmidler er svovel og trekull, som reagerer med oksygenet og danner svoveldioksid (SO)2) og karbondioksid (CO2), henholdsvis.
regulatorer
To reduksjonsmidler kan kombineres for å akselerere eller bremse reaksjonen. Metaller påvirker også reaksjonshastigheten. Finere metallpulver reagerer raskere enn grove pulver eller flak. Andre stoffer, for eksempel maismel, kan også tilsettes for å regulere reaksjonen.
Binders
Bindemidler holder blandingen sammen. For en sparkler er vanlige permer dextrin (et sukker) dempet av vann eller en skjellakkforbindelse fuktet med alkohol. Bindemidlet kan tjene som et reduksjonsmiddel og som en reaksjonsmoderator.
Hvordan fungerer en gnist?
La oss sette det sammen. En sparkler består av en kjemisk blanding som er støpt på en stiv pinne eller ledning. Disse kjemikaliene blandes ofte med vann for å danne en oppslemming som kan belegges på en ledning (ved å dyppe) eller helles i et rør. Når blandingen tørker, har du en musserende gnist. Aluminium, jern, stål, sink eller magnesiumstøv eller flak kan brukes til å skape de lyse, skimrende gnistene. Metallflakene varmes opp til de er glødende og skinner sterkt eller, ved en høy nok temperatur, faktisk brenner. Noen ganger kalles sparkler snøballer i referanse til gnistenes ball som omgir den brennende delen av tennene.
Du kan legge til en rekke kjemikalier for å lage farger. Drivstoffet og oksydasjonsmidlet er proporsjonert, sammen med de andre kjemikaliene, slik at sparkler brenner sakte i stedet for å eksplodere som en fyrverker. Når den ene enden av gnisten tennes, brenner den gradvis til den andre enden. I teorien er enden av pinnen eller ledningen egnet til å støtte den mens den brenner.
Viktige gnisterpåminnelser
Det er klart at gnister som faller bort fra en brennende pinne utgjør fare for brann og forbrenning; mindre åpenbart, mussler inneholder en eller flere metaller, slik at de kan utgjøre en helsefare. Sparklers bør ikke brennes på kaker som stearinlys eller på annen måte brukes på en måte som kan føre til konsum av asken. Så bruk gnister trygt og ha det gøy!