喜庆的烟花中绽放的化学知识
(2017-03-02 18:24:44)
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烟花是火箭最古老最基本的形式,它由我们中国人发明的,在中国历史悠久、源远流长。据记载,2000多年前我国就出现了爆竹,那时是古人焚烧真正的竹竿而发出爆炸声,故在唐诗里也被称为爆竿,唐朝诗人来鹄
在《早春》中写到:“新历才将半纸开,小庭犹聚爆竿灰”。 黑火药发明后,将黑火药装到竹筒内,用火线引燃之,这就成了名副其实的“爆竹”,再后来用纸筒代替竹筒,即成为当今的鞭炮的雏形。烟花名称出现在中国,有史记载的是“始于唐,盛于宋,源于浏阳”。唐代(公元618—907年)有“起花火箭”、“火树银花”,南宋时中国的造型烟花已盛行,如宋理宗初年(公元1225—1264年),上元日宫廷燃放烟花,“地老鼠”喷火窜至太后座下,太后惊惶而走。那时烟花已发展为一种独立的特种工艺行业了。也就是在那时,随中国发明的黑火药一道从丝绸之路传入阿拉伯国家,之后又由阿拉伯人传入欧洲。明朝(公元1368—1644)烟花发展到了相当高的水平,明代的小说中描绘了一二丈高的“木架烟花”,内部用药线连接,可连续燃放几个小时,能出现各色灯火、流星、爆仗、重重帷幕下降、亭台楼阁、妖魔鬼怪等。据传说,烟花的发明是一位厨师无意中将用于调味的硝酸钾粉末散落在火中,突然出现了美丽的火焰。
烟花的绽放效果主要取决于其中的火药配方,烟花药剂中通常含有氧化剂、可燃剂、黏合剂和功能添加剂(火焰着色剂、燃烧促进剂和推进剂等)。烟花的形成大致分为2个阶段,第一个阶段是被点燃的导火线燃烧到火药部分,引燃被紧密地装在炸药筒里的火药,排出大量炽热的气体,推动烟花冲天而上;第二个阶段是随着燃料在烟花内部的继续燃烧和温度的升高,其中的功能性添加剂被点燃,从而产生各种颜色、形状和效果。
烟花的颜色是由于其中含有的不同金属元素的灼烧,发生焰色反应而造成的。使用含有不同金属元素的原料就能产生不同的效果,发出不同颜色的光芒。例如,含钠(Na)的物质呈现黄色,含钾(K)的物质呈现浅紫色,含钙(Ca)的物质呈现砖红色,含铜(Cu)的物质呈现蓝色和绿色,含钛(Ti)的物质呈现红色,含锶(Sr)的物质呈现洋红色,铁(Fe)粉和木炭呈现金黄色,含钡(Ba)的物质呈现绿色,含锶(Sr)的物质和含铜(Cu)的物质混合呈现紫色,镁(Mg)粉和铝(Al)粉的燃烧呈现银色和强光,等等。不同的原料按照一定的比例混合,按照一定的顺序排列,通过精确计算和控制不同燃烧阶段的温度,便可以产生五彩缤纷的效果。
烟花要飞得高、炸得开,效果才会好。所以,烟花弹
中填充了大量用于发射以及爆炸的火药,只有这样才能达到好的表演效果。当烟花弹一飞冲天,在空中爆炸开来,绽放出五颜六色的星星点点。不要小看这些星星点点,它们的温度可不低,能超过1000℃。即使是掉到地上的烟花残渣,内部温度也可以达到300℃。正因为有这样的高温,所以要规定一个安全距离来燃放烟花,以免引发中央电视台新大楼那样的火灾事故。但是,每年都会发生很多因不当燃放烟花爆竹而引发的火灾,我们一定要提高安全意识、购买合格烟花、遵守燃放规定。
在烟花灿烂绚丽地绽放过后,它留给天空的又是什么呢?首先,燃放烟花会带来噪声污染,在热闹的背后也给城市或乡村增添了嘈杂;其次,一般的烟花都会在燃放过程中产生粉尘和二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等空气污染物,使空气中“硝烟弥漫”,导致空气质量下降,损害人的呼吸系统和神经系统;再次,燃放烟花过后会留下许多纸屑和墩座等废弃物,如果不及时清理,被风吹散各处,影响城市或乡村环境。因此,应当适度适量地燃放烟花,在喜庆的同时,不给空气过重的负担,不给环境留下过多的影响。

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