Die Chemie hinter Feuerwerksfarben

Das Erstellen von Feuerwerksfarben ist ein komplexes Unterfangen, das beträchtliche Kunst und Anwendung der Physik erfordert. Ohne Treibmittel oder Spezialeffekte werden die Lichtpunkte ausgestoßen FeuerwerkAls "Sterne" bezeichnet, benötigen sie im Allgemeinen einen Sauerstoffproduzenten, Kraftstoff, Bindemittel (um alles dort zu halten, wo es sein muss) und einen Farbproduzenten. Es gibt zwei Hauptmechanismen der Farbproduktion bei Feuerwerkskörpern: Glühlampen und Lumineszenz.

Glühlampe ist Licht, das aus Wärme erzeugt wird. Durch Hitze wird eine Substanz heiß und glüht und sendet zunächst Infrarotlicht, dann rotes, orangefarbenes, gelbes und weißes Licht aus, wenn es immer heißer wird. Wenn die Temperatur eines Feuerwerks gesteuert wird, kann das Leuchten von Komponenten wie Holzkohle so manipuliert werden, dass es zum richtigen Zeitpunkt die gewünschte Farbe (Temperatur) aufweist. Metalle wie Aluminium, Magnesiumund Titan brennen sehr hell und sind nützlich, um die Temperatur des Feuerwerks zu erhöhen.

Lumineszenz wird durch Licht erzeugt Energie verbrauchen andere Quellen als Wärme. Manchmal wird Lumineszenz als "kaltes Licht" bezeichnet, weil sie bei auftreten kann Zimmertemperatur und kühlere Temperaturen. Um Lumineszenz zu erzeugen, wird Energie von einem Elektron eines Atoms oder Moleküls absorbiert, wodurch es angeregt, aber instabil wird. Die Energie wird durch die Wärme des brennenden Feuerwerks geliefert. Wenn das Elektron in einen Zustand niedrigerer Energie zurückkehrt, wird die Energie in Form eines Photons (Lichts) freigesetzt. Die Energie der Photon bestimmt seine Wellenlänge oder Farbe.

In einigen Fällen sind die zur Herstellung der gewünschten Farbe benötigten Salze instabil. Bariumchlorid (grün) ist also bei Raumtemperatur instabil Barium muss mit einer stabileren Verbindung (z. B. chloriertem Kautschuk) kombiniert werden. In diesem Fall wird das Chlor in der Hitze der Verbrennung der pyrotechnischen Zusammensetzung freigesetzt, um dann Bariumchlorid zu bilden und die grüne Farbe zu erzeugen. Kupferchlorid (blau) hingegen ist bei hohen Temperaturen instabil, sodass das Feuerwerk nicht zu heiß werden kann, aber hell genug sein muss, um gesehen zu werden.

Reine Farben erfordern reine Zutaten. Selbst Spuren von Natriumverunreinigungen (gelb-orange) reichen aus, um andere Farben zu überwältigen oder zu verändern. Eine sorgfältige Formulierung ist erforderlich, damit zu viel Rauch oder Rückstände die Farbe nicht maskieren. Wie bei anderen Dingen hängen die Kosten bei Feuerwerkskörpern häufig von der Qualität ab. Das Können des Herstellers und das Datum, an dem das Feuerwerk hergestellt wurde, wirken sich stark auf die endgültige Anzeige (oder das Fehlen derselben) aus.

Allein das Verpacken von Farbstoffchemikalien in eine Sprengladung würde ein unbefriedigendes Feuerwerk erzeugen! Es gibt eine Abfolge von Ereignissen, die zu einer schönen, farbenfrohen Darstellung führen. Durch Anzünden der Sicherung wird die Aufzugsladung gezündet, die das Feuerwerk in den Himmel treibt. Die Auftriebsladung kann Schwarzpulver oder eines der modernen Treibmittel sein. Diese Ladung brennt auf engstem Raum und drückt sich nach oben, wenn heißes Gas durch eine enge Öffnung gedrückt wird.

Die Sicherung brennt zeitverzögert weiter, um das Innere der Schale zu erreichen. Die Schale ist mit Sternen gefüllt, die Pakete von enthalten Metall Salze und brennbares Material. Wenn die Zündschnur den Stern erreicht, ist das Feuerwerk hoch über der Menge. Der Stern bläst auseinander und bildet durch eine Kombination aus Glühwärme und Emissionslumineszenz leuchtende Farben.