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 de asemenea adăugați pentru a modera reactie chimica. 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. Formule de scânteie poate fi destul de simplu. 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 cedarea oxigenului 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.
Cum funcționează o scânteie?
Să le punem la un loc. Un spumant constă dintr-un amestec chimic care este modelat pe un baston sau sârmă rigidă. Aceste substanțe chimice sunt adesea amestecate cu apă pentru a forma o suspensie care poate fi acoperită pe un fir (prin scufundare) sau turnată într-un tub. Odată ce amestecul se usucă, ai un spumant. Pentru a crea scântei strălucitoare, aluminiu, fier, oțel, zinc sau magneziu pot fi folosiți. Fulgii metalici se încălzesc până când sunt incandescenți și strălucesc puternic sau, la o temperatură suficient de ridicată, arde efectiv. Uneori, scânteile sunt numite bile de zăpadă, cu referire la bila de scântei care înconjoară partea arzătoare a paietei.
Se pot adăuga o varietate de substanțe chimice pentru a crea culori. Combustibilul și oxidantul sunt proporționate, împreună cu celelalte substanțe chimice, astfel încât arsuri de spumant încet decât să explodeze ca un petard. Odată ce un capăt al spumantului este aprins, acesta arde progresiv până la celălalt capăt. În teorie, capătul bastonului sau al firului este potrivit pentru a-l susține în timp ce arde.
Memento-uri importante pentru scânteie
Evident, scânteile în cascadă ale unui băț arzător prezintă un pericol de incendiu și arsură; mai puțin evident, scânteile conțin unul sau mai multe metale, astfel încât acestea pot prezenta un pericol pentru sănătate. Scânteile nu ar trebui să fie arse pe prăjituri ca lumânări sau utilizate altfel într-un mod care ar putea duce la consumul de cenușă. Așadar, folosiți scânteii în siguranță și distrați-vă!