'為什麼藍色煙花如此罕見?'

煙花 化學 技術力量 2019-08-30
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為什麼藍色煙花如此罕見?

為什麼藍色煙花如此罕見?

煙花起源於中國,10世紀已有記載,主要用於盛大的典禮或表演中。

煙花綻放的過程也是一個化學反應爆炸的過程,主要分為三個組成部分。首先,必須有一種燃料,一種由長鏈狀分子組成的化學物質。然後,必須有一種稱為氧化劑的化學物質。氧化劑破壞了這些鍵,在此過程中釋放出巨大的能量。最後,你需要加熱來引發爆炸反應。

製作煙花的過程中加入發光劑和髮色劑能夠使煙花發出五彩繽紛的顏色。發光劑原理為金屬鎂或金屬鋁的粉末氧化。當這些金屬燃燒時,會發出的強光及熱能。髮色劑是一些金屬化合物。金屬化合物含有金屬離子。當這些金屬離子被燃燒時,會發放出獨特的火焰顏色。

不同種類的金屬化合物在燃燒時,會發放出不同顏色的光芒。比如,氯化鈉和硫酸鈉都屬於鈉的化合物,它們在燃燒時便會發出金黃色火焰。同理,硝酸鈣和碳酸鈣在燃燒時會發出紅色火焰。

煙花的前身是鞭炮,最初是也是由中國人在公元前200年偶然發明的。但直到公元800年人類才開始放煙花。這些早期的煙花大多是明亮而雜亂的混合物,旨在嚇唬邪惡的靈魂,而不是我們現代追求的色彩繽紛。1千年之後,意大利人想出了通過在易燃混合物中引入各種元素來增加顏色的方法。將元素鍶添加到彩色煙火混合物中會產生紅色火焰; 添加銅就會發出藍色; 鋇元素將發出綠色;鈉元素的煙花綻放黃色煙火。

太多或太少的化學物質會使煙花溫度發生明顯變化,從而使所看到的煙花顏色波長髮生顯著變化。

並非所有顏色的煙花都易於製作。藍色是最難產生的煙花顏色

主要因為傍晚的天空是一片藍色的陰影,這意味著大多數藍調煙火也不會出現。如果你試圖使藍色煙花更亮,與背景形成對比,它可能會看起來不像藍色。火焰或燃燒反應中銅和其他化學物質的正確平衡才會在煙花中產生最佳的藍色。

產生強烈藍色的另一個困難是化學反應比較複雜。它需要幾種化學品和銅元素的組合。當銅點燃時,銅原子周圍的電子在火焰中被激發並激活。當電子釋放出這種能量時,觀煙火的人認為它是藍光。

煙花光線的激發目前通過兩種方式產生,熱熾和冷熾。

熱熾光又稱白熾光,是由熱產生的光。熱量導致物質變熱併發光,最初發出紅外線,然後發紅光,橙光,黃光和白光,因為它變得越來越熱。當控制煙花的溫度時,可以在適當的時間操縱諸如木炭的組分的發光作為期望的顏色。金屬,如鋁,鎂和鈦,會使煙火燃燒得非常明亮,可用於提高煙花的溫度。

冷熾發光是使用除熱之外的能量源產生的光。這種煙火的光有時被稱為冷光,因為它可以在室溫和較低溫度下發生。為了產生冷光,能量被原子或分子的電子吸收,使其變得興奮但不穩定。能量是由燃燒的煙花的熱量提供的。當電子返回到較低能量狀態時,能量以光子(光)的形式釋放。

光子的能量決定了它的波長或顏色。

在某些情況下,煙花產生所需顏色需要的鹽是不穩定的。氯化鋇(綠色)在室溫下不穩定,因此鋇必須與更穩定的化合物,例如氯化橡膠相結合。在這種情況下,氯在煙火組合物燃燒的熱量中釋放,然後形成氯化鋇併產生綠色。

另一方面,氯化銅(藍色)在高溫下不穩定,因此煙花不能太熱,而且必須足夠明亮才能看到。這就是為什麼藍色煙花非常罕見的原因。

煙花著色劑表

顏色 成分


紅色: 鍶鹽,鋰鹽,

碳酸鋰,Li 2 CO 3 =紅色

碳酸鍶,SrCO 3 =鮮紅色


橙色:鈣鹽

氯化鈣,CaCl 2

硫酸鈣,CaSO 4 · xH 2 O,其中x = 0,2,3,5


金色:鐵(含碳),木炭或油煙的白熾度


黃色:鈉化合物

硝酸鈉,NaNO 3

冰晶石,Na 3 AlF 6


電白色:白熱金屬,如鎂或鋁

鋇氧化物,BaO綠色鋇化合物+氯生產

氯化鋇,BaCl + =亮綠色


藍色:銅化合物+氯

銅(巴黎綠),Cu 3 As 2 O 3 Cu(C 2 H 3 O 2)2 =藍

銅(I)氯化物,CuCl =綠松石藍


紫色:鍶(紅色)和銅(藍色)化合物的混合物


銀:燃燒鋁,鈦或鎂粉或薄片

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