绚丽的烟花源于精准的化学反应

赵敏 2021-02-10

今天就是大年二十九了，放假的小伙伴们是不是特别开森，小时候过年少不了放烟花爆竹，现在城市里是禁燃的，有些村子里还是允许燃放的，今天小析姐就跟大家聊聊烟花。

烟花这门学问，是一门可追溯到中国古代的化学奇观。在中国，大约在公元600至900年间，第一个已知的烟花在天空中响起。中国炼金术师最初是为了抵御邪灵而创建的，它们通过结合硝石（硝酸钾，一种食品防腐剂），木炭，硫磺和其他成分，来制造这些早期的火药，来制造这些照明灯。当投入火中时，混合物会大声爆炸而爆炸。

传统烟花爆竹的主要成分是黑火药，含有硫磺（S）、木炭（C）、硝酸钾（KNO₃），反应方程式为：10KNO₃+8C+3S=2K₂CO₃+3K₂SO₄+5N₂+6CO₂

部分烟花爆竹还含有氯酸钾KClO₃和高氯酸钾KClO₄。逐渐地，用于制造烟花的中国火药样品和化学式开始在丝绸之路上传播到欧洲和中东国家，这些国家使用烟花来标记军事活动和节日庆典。

美国人在烟花汇演中看到的色彩鲜艳的爆炸发生在1830年代，当时意大利发明家添加了锶等金属来制作红色烟花，钡添加了钡来制作绿色烟花。从那时起，烟花就呈现出全新的，充满活力的灯光和色彩。

烟花的绽放效果主要取决于其中的火药配方， 烟花药剂中通常含有氧化剂、可燃剂、黏合剂和功能添加剂（火焰着色剂、燃烧促进剂和推进剂等）。 将火药颗粒包装在烟花的体内。这些胶囊最终导致烟花爆裂。这些粒料中还包含着色剂和粘合剂。着色剂化学品有助于确定我们看到的不同颜色，而粘合剂（通常是糊精）将燃料，氧化剂和着色剂粘合在颗粒中。当包装爆炸时，化学元素发光，着色剂产生非常特殊的波长，肉眼可以看到。

常见烟花种类

燃料和氧化剂化学品以三种不同的方式使用。 用于点燃微型火箭的保险丝是由非常细的火药制成，可以使灯芯以非常可控的速率燃烧。 这使点燃烟花的人有一段时间可以躲开。然后，燃烧的保险丝会点燃烟火底部更大的火药颗粒。爆炸使火箭升空。

烟花结构示意图

烟花的形成大致分为2个阶段，第一个阶段是被点燃的导火线燃烧到火药部分，引燃被紧密地装在炸药筒里的火药，排出大量炽热的气体，推动烟花冲天而上；

第二个阶段是随着燃料在烟花内部的继续燃烧和温度的升高，其中的功能性添加剂被点燃，从而产生各种颜色、形状和效果。

烟花需要大量氧气来促进燃烧，这是氧化剂的发源地。氧化剂几乎听起来像是一种富含氧气的化学物质。氧化剂会释放出过量的氧气，从而更好地爆炸。最常用的氧化剂是硝酸盐，氯酸盐和高氯酸盐。如今，典型的烟花混合物包括燃料，提供燃烧所需氧气的氧化剂和金属氯化物，其中含有有助于形成颜色的氯离子。 各种化学元素会产生多种颜色，原理跟咱们仪器上的光谱产生是一样的，核心是电子跃迁， 例如：
1.钠，如发现食盐，造成强的黄色
2.铜产生蓝色
3.锂和锶产生红色
4.钡用于制造绿色
5.元素钙产生橙色

约翰·康克林层说过烟花是化学和工程学的一种应用：您需要良好的化学作用才能在空中升起效果，还需要良好的工程技术以确保它们到达正确的高度并在正确的时间爆炸。
烟花表演平均持续15到20分钟，但是制作这些表演所需的计划和准备工作可能需要长达两年的时间。设计师需要足够的时间来确定他们想要使用的正确颜色和形状，并确定爆炸与配乐的时间。

好了烟花的知识咱们说完了，过年了大家燃放烟花爆竹一定要注意安全

主要做到八点:

一是选择宽敞、安全的场地燃放，并在上风方向燃放和观赏;

二是燃放前要仔细阅读理解燃放说明，摆放的烟花爆竹要平稳牢固。 除特殊说明外，不要手持燃放烟花爆竹。饮酒之后绝对不能燃放烟花爆竹;

三是燃放过程中出现熄火等异常情况，不要马上靠近，应等待足够长的时间并确认原因后再做处理;

四是不对未点燃的烟花爆竹进行二次点燃， 应采取水浇失效法处理，更不能用已点燃的烟花爆竹点燃其他烟花爆竹;

五是不燃放非法生产或违禁品种的烟花爆竹，不超量购买烟花爆竹。 烟花爆竹存放要小心，不靠近火源，不暴晒;

六是不要将烟花的喷射口对准他人窗口和在楼上的窗口、阳台、平台上燃放，防止火星下落后引起火灾;

七是燃放期间，居民应及时清理阳台、楼道可燃杂物。室内无人时，要关窗户，不在阳台和窗外晾晒衣被，避免引起火灾;

八是乡村燃放烟花爆竹要避开柴草，以免引起火灾。

小孩燃放，大人要看管，做到“三不二会一坚决” 即:不在《烟花爆竹安全管理条例》规定的重点消防单位及周边安全距离内燃放烟花爆竹，不在规定的时间段外燃放烟花爆竹，不向行人和车辆等投掷烟花爆竹;会选择允许燃放的烟花爆竹品种，会安全施放;坚决不燃放拉炮、摔炮等违禁品。在燃放过程中，不要让未成年人单独燃放烟花爆竹，一定要有大人在旁进行指导，确保本人和他人的人身财产安全。

小析姐要去楼下看看有没有小朋友放“滴滴筋”，美美的拍个照去了。