Kemija za ognjemetom Sparkler

Niso vsi ognjemeti ustvarjeni enako. Na primer, obstaja razlika med petardo in vžigalnikom: Cilj petarde je ustvariti nadzorovano eksplozijo; na drugi strani peneča žarnica gori v daljšem časovnem obdobju (do minute) in ustvari sijajen tuš iskric.

Sparkler je sestavljen iz več snovi:

• Oksidant
• Gorivo
• Železo, jeklo, aluminij ali drug kovinski prah
• Gorljivo vezivo

Poleg teh komponent se lahko dodajo tudi barvila in spojine za zmerno koncentracijo kemijska reakcija. Pogosto sta oglje in žveplo gorivo za ognjemet, ali bencini lahko kot gorivo preprosto uporabljajo vezivo. Vezivo je ponavadi sladkor, škrob ali šelak. Kot oksidanti se lahko uporabljajo kalijev nitrat ali kalijev klorat. Za ustvarjanje iskric se uporabljajo kovine. Formule za iskrenje je morda povsem preprosto. Na primer pene lahko sestavljajo samo kalijev perklorat, titan ali aluminij in dekstrin.

Zdaj, ko ste videli sestavo bencina, razmislimo, kako te kemikalije reagirajo med seboj.

Oksidanti proizvajajo kisik za sežiganje mešanice. Oksidanti so ponavadi nitrati, klorati ali perklorati. Nitrati sestavljajo kovinski ion in nitratni ion. Nitrati se odpovedo 30% svojega kisika, da dobijo nitrite in kisik. Nastala enačba za kalijev nitrat izgleda takole:

2 KNO₃(trdno) → 2 KNO₂(trdna) + 0₂(plin)

Klorate sestavljata kovinski ion in kloratni ion. Klorati oddajo ves svoj kisik, kar povzroči bolj spektakularno reakcijo. Vendar to pomeni tudi, da so eksplozivni. Primer kalijevega klorata dovajanje kisika bi bilo videti takole:

2 KClO₃(trdna) → 2 KCl (trdna) + 3 O₂(plin)

Perklorati imajo v sebi več kisika, vendar je manj verjetno, da bodo zaradi udara eksplodirali, kot klorati. Kalijev perklorat v tej reakciji odda kisik:

KClO₄(trdno) → KCl (trdno) + 20 °₂(plin)

Redukcije so gorivo, ki se uporablja za izgorevanje kisika, ki ga proizvajajo oksidanti. To izgorevanje proizvaja vroč plin. Primeri reduktorjev so žveplo in oglje, ki reagirajo s kisikom in tvorijo žveplov dioksid (SO₂) in ogljikov dioksid (CO₂), oz.

Za pospešitev ali upočasnitev reakcije je mogoče kombinirati dve redukciji. Prav tako kovine vplivajo na hitrost reakcije. Bolj kovinski praški reagirajo hitreje kot grobi praški ali kosmiči. Za uravnavanje reakcije se lahko dodajo tudi druge snovi, kot je koruzna moka.

Veziva držijo mešanico skupaj. Za peneče gorivo so običajna veziva dekstrin (sladkor), ki ga navlaži voda, ali šelak zmes, navlaženo z alkoholom. Vezivo lahko deluje kot redukcijsko sredstvo in kot reaktor moderator.

Vse skupaj zložimo. Sparkler je sestavljen iz kemične mešanice, ki se vliva na togo palico ali žico. Te kemikalije se pogosto mešajo z vodo, da nastane kaša, ki jo lahko prevlečemo na žici (s potapljanjem) ali vlijemo v cev. Ko se mešanica posuši, imate peneče sredstvo. Aluminij, železo, jeklo, cink ali magnezijev prah ali kosmiči se lahko uporabljajo za ustvarjanje svetlečih bleščic. Kovinski kosmiči se segrejejo, dokler se ne vžgejo in svetijo ali pri visoki temperaturi dejansko gorijo. Včasih se bencinarji imenujejo snežne kepe v zvezi s kroglico iskric, ki obdaja pekoč del penečega.

Za ustvarjanje barv lahko dodate različne kemikalije. Gorivo in oksidant sta sorazmerna z drugimi kemikalijami, tako da peneča gori počasi namesto da eksplodira kot petarda. Ko se en konec vžigalnika vžge, se postopoma gori na drugem koncu. Teoretično je konec palice ali žice primeren, da ga podpira med kurjenjem.

Očitno iskre, ki padajo iz goreče palice, predstavljajo nevarnost požara in opeklin; manj očitno je, da bencinarji vsebujejo eno ali več kovin, zato lahko predstavljajo nevarnost za zdravje. Sparklerjev ne smete kuriti na tortah kot sveče ali kako drugače uporabljati na način, ki bi lahko povzročil porabo pepela. Zato varno uporabljajte peneče pene in se zabavajte!