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煙火的歷史:

2000年前中國人將硝石,硫黃和木炭放入竹管中,發明了史上第一支煙火,經由馬可波羅傳至西方不斷專研,現今西方世界煙火已成各種慶祝場合的必備工具。

煙火的化學成分:

      美麗而鮮豔的煙火是一系列高溫化學反應的產物 ,煙火中有黑火藥及許多小藥丸,每一個小藥丸裡面有各種不同的混合物,在燃燒後會放出不同顏色的光 ,而藥丸的主要成份有氧化劑.燃料及金屬元素,過氯酸鉀或氯酸鉀是最常用的氧化劑 煙火中的小藥丸受到黑火藥的點燃後,就產生了自由的氯原子,氯原子再與金屬原子反應生成電子激發態的分子,這些高能量的分子並不安定,因此把它多的能量以光的形式放出來,利用上面的光化學反應,煙火製造商可以製造出很多產生紅...橘色的火焰,但是深藍色還是很難製造的,藍色最好的分子是氯化亞銅,但是它在高溫時很不安定,而且人類的眼睛對藍色本來就不是很敏感使得產生足夠的藍光更加困難 !

煙火的原理:

圖片5.png           圖片6.png           圖片7.png

發光劑主成分:照明劑、閃光劑、發色劑。

(1)照明劑:發光效率與其中含鎂粉比例有關,常用鎂粉55%、硝酸鈉40%合成樹脂5%

(2)閃光劑:主要兩型,一種含鋁鎂合金,另一種額外再加過氯酸鉀。

(3)發色劑:金屬鹽類。

燃燒劑主成分:燃料與助燃的氧化劑。

(1)燃料: 除了使用黑火藥,還有金屬燃燒劑、石油燃燒劑等。常用的燃料有木炭、澱粉、有機化合物,以及一些容易在空氣中氧化的合金和金屬粉末。

(2)氧化劑: 常用含氧量大的無機鹽類,如含硝酸根、 氯酸根、 過錳酸根

花火劑主成分:可燃物、聲響劑與聲響閃光劑。

(1)可燃物: 一般採用鋁粉、鐵粉、硫和木炭粉…等。

(2)聲響劑: 常含過氯酸鉀和苯甲酸鉀。

其他助劑:

(1)催化劑與抑制劑:催化劑降低煙火燃燒所需的溫度,常用過渡元素氧化物為催化劑,以氧化鈷、氧化鉻及二氧化錳效果最強。抑制劑多為惰性物質,不直接參與燃燒,如硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽等。

(2)膠黏劑:使各原料粉緊密結合,常用樹脂和糊精等。

(3)發煙劑:分遮蔽發煙劑和有色發煙劑,遮蔽發煙劑經燃燒產生氣溶膠,吸收與散射光線;有色發煙劑主要原料有黃磷、紅磷、鋁粉、氧化鋅及染料等。

常見的焰色:

Li:紅色

Na :黃色

K :紫色

Rb :紅色

Cs :藍色

Ca :磚紅色

Sr :血紅色

Ba :綠色

焰色產生原理:

   當引進高溫火燄時, 化學物質氣化、原子化及激發電子,使金屬原子核外的電子吸收熱能而躍遷處於激發狀態。電子在激發態的壽命很短,立刻又躍遷回基態,將多餘的能量以光的形式放出。由不同能階轉移至另ㄧ能階所放射的光波長不同,因此肉眼可見不同焰色(原子能階差在可見光區:波長介於400~700 nm

影響焰色的因素:

(1)金屬離子在溶液中的濃度。

(2)原子在火燄中被激發的速度。

(3)溶液進入火焰的速率。

(4)火焰溫度。

(5)火焰成分。

 

心得:

隨著化學科技愈來愈發達,煙火的形勢也愈來愈多元,更有所謂的3D煙火即將驚豔大家的視覺神經,做完了此次的作業,我想當我們在欣賞煙火的同時,便會想到他所製作的工程是如此的龐大而複雜唷!

 

 

 

 

 

 

 

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    lanyangpyng 發表在 痞客邦 留言(1) 人氣()