Chimia în spatele scânteilor

Nu toate artificiile sunt create egale. De exemplu, există o diferență între un petard și un spumant: Scopul unui petard este de a crea o explozie controlată; pe de altă parte, un spumant, arde pe o perioadă lungă de timp (până la un minut) și produce un duș strălucitor de scântei.

Chimie Sparkler

Un spumant este format din mai multe substanțe:

• Un oxidant
• Un combustibil
• Fier, oțel, aluminiu sau altă pulbere de metal
• Un liant combustibil

În plus față de aceste componente, coloranți și compuși pot fi adăugați pentru a modera reacția chimică. Adesea, cărbunele și sulful sunt combustibil pentru focuri de artificii sau scânteii pot folosi pur și simplu liantul ca combustibil. Liantul este de obicei zahăr, amidon sau shellac. Ca oxidanți pot fi folosiți nitrat de potasiu sau clorat de potasiu. Metalele sunt utilizate pentru a crea scântei. Formulele de scânteie pot fi destul de simple. De exemplu, un spumant poate consta doar din perclorat de potasiu, titan sau aluminiu și dextrină.

Acum că ați văzut compoziția unui spumant, să luăm în considerare modul în care aceste substanțe chimice reacționează unele cu altele.

oxidanţi

Oxidanții produc oxigen pentru a arde amestecul. Oxidizanții sunt de obicei nitrați, clorați sau perclorate. Nitrații sunt alcătuiți dintr-un ion metalic și un ion nitrat. Nitrații dau 30% din oxigen pentru a produce nitriți și oxigen. Ecuația rezultată pentru azotatul de potasiu arată astfel:

2 KNO₃(solid) → 2 KNO₂(solid) + O₂(gaz)

Cloratele sunt formate dintr-un ion metalic și ionul clorat. Clorații renunță la tot oxigenul lor, provocând o reacție mai spectaculoasă. Totuși, acest lucru înseamnă și că sunt explozivi. Un exemplu de clorat de potasiu care își produce oxigenul ar arăta astfel:

2 KClO₃(solid) → 2 KCl (solid) + 3 O₂(gaz)

Percloratele au mai mult oxigen în ele, dar sunt mai puțin susceptibile să explodeze ca urmare a impactului decât clorații. Percloratul de potasiu își produce oxigenul în această reacție:

KClO₄(solid) → KCl (solid) + 2 O₂(gaz)

Reducerea agenților

Agenții de reducere sunt combustibilul folosit pentru a arde oxigenul produs de oxizori. Această combustie produce gaz fierbinte. Exemple de agenți reducători sunt sulful și cărbunele, care reacționează cu oxigenul pentru a forma dioxid de sulf (SO)₂) și dioxid de carbon (CO₂), respectiv.

de reglementare

Doi agenți reducători pot fi combinați pentru a accelera sau a încetini reacția. De asemenea, metalele afectează viteza reacției. Pudrele metalice fine reacționează mai rapid decât pulberile grosiere sau fulgii. Se pot adăuga și alte substanțe, cum ar fi făina de porumb, pentru a regla reacția.

Lianți

Liantii tin amestecul impreuna. Pentru o spumantă, lianții obișnuiți sunt dextrina (un zahăr) umezită de apă sau un compus de shellac umezit de alcool. Liantul poate servi ca agent reducător și ca moderator de reacție.