Все фейерверки не создаются одинаковыми. Например, есть существенная разница между петардой и бенгальским огнём. Цель петарды – это создание контролируемого микро взрыва. Бенгальский огонь, с другой стороны, горит в течение длительного периода времени (до минуты) и производит блестящий поток искр. Иногда бенгальские огни ещё называют “снежки” в связи с шаром искр окружаемых горящую часть бенгальского огня.

 

Химия Бенгальского огня

Бенгальский огонь состоит из нескольких компонентов:
Стальной или деревянный стержень
Окислитель
Топливо
Железный, чугунный, титановый, алюминиевый или другой металлический порошок
Горючее связующее

Кроме выше указанных также могут быть добавлены другие компоненты, – красители или наполнители для смягчения химической реакции. В фейерверках чаще всего используется в качестве топлива уголь и сера. В бенгальских огнях можно использовать связующее в качестве топлива. В роли связующего как правило выступает сахар, крахмал или шеллак. Нитрат калия или хлорат калия могут быть использованы в качестве окислителей. Но самый главный компонент это металл, в виде порошка или мелкой стружки, который дает искры. Формула бенгальского огня на самом деле очень проста. Он может состоять всего лишь из перхлората калия, титана или алюминия, и декстрина.

Детали реакции

Теперь, когда вы узнали состав бенгальского огня, давайте рассмотрим, как эти химические вещества реагируют друг с другом:

Окислители
Окислители производят кислород необходимый для горения смеси. Окислителями обычно являются нитраты, хлораты и перхлораты. Нитраты состоят из ионов металла и ионов нитрата. Нитраты отдают 1/3 своего кислорода для получения нитритов и кислорода. В результате уравнение для нитрата калия выглядит следующим образом:

2 KNO3(твердый) → 2 KNO2(твердый) +O2(газ)

Хлораты состоят из ионов металлов и ионов хлоратов. Во время горения хлораты отдают весь свой кислород, что приводит к более впечатляющей реакции. Тем не менее, это также означает что они являются взрывоопасными. Пример, как хлорат калия отдает свой кислород выглядит следующим образом:

2 KClO3(твердый) → 2 KCl(твердый) + 3 O2(газ)

Перхлораты содержат в себе больше кислорода, но при этом имеют меньшую чем хлораты вероятность взорваться в результате удара.
Формула отдачи кислорода перхлоратом калия выглядит так:

KClO4(твердый) → KCl(твердый) + 2 O2(газ)

Восстановители
Восстановителем является топливо, используемое для сжигания кислорода производимого окислителем. В результате горения производится горячий газ. Примерами восстановителей являются сера и древесный уголь который вступает в реакцию с кислородом, образуя диоксид серы (SO2) и, соответственно, двуокись углерода (CO2).

Регуляторы
Два восстановителя могут быть объединены для ускорения или замедления реакции. Кроме того, металлы влияют на скорость реакции. Более мелкие порошки металлов реагируют быстрее, чем крупные фракции или стружка. Другие вещества, такие как кукурузная мука, также могут быть добавлены для регулирования реакции.

Связующие
Связующее склеивает вместе все компоненты смеси. Для бенгальского огня общим связующим является декстрин (поджаренный крахмал) или сахар, смоченные водой, или же соединение шеллака, смоченного спиртом. Связующее может служить в качестве восстановителя и замедлителя реакции.

Как это работает?

Давайте подытожим всё вышесказанное: бенгальский огонь состоит из химической смеси, которая благодаря “клею” декстрину формируется несколькими слоями на твердой палочке или жесткой проволоке. Смесь обычно смешивают с водой до образования жидкой кашицы, которой покрывают проволоку (окуная) или заливая её в трубочку. После высыхания смеси получается готовый бенгальский огонь.

Пыль или стружка алюминия, железа, стали, цинка и магния могут быть использованы для создания ярких, мерцающих искр. Металлическая стружка нагревается, пока не раскалится, и начинает светится, а при достаточной температуре начинает гореть в прямом смысле. Для создания цвета в состав бенгальского огня могут быть добавлены различные реактивы. В отличии от петарды, бенгальский огонь не взрывается, потому что топливо и окислитель имеют определенные пропорции с другими химическими веществами.

После поджигания одного конца бенгальского огня, он медленно и с постоянной скоростью горит, двигаясь к другому краю. В большинстве своем голый конец проволоки предназначен что держания его в руках, так как бенгальский огонь является самым популярным ручным пиротехническим изделием.

Важные напоминания о Бенгальском огне

Очевидно, что падающие искры с проволоки представляют собой источники огня и являются пожароопасными. Не многие задумываются, что металлы образующие искры, а также химикаты для создания цвета при горении образуют газы, которые являются вредными для здоровья. Также бенгальские огни не рекомендуется использовать в тортах в качестве свечек, чтобы потом случайно не наестся золы и других частиц. В общем, пользуйтесь бенгальскими огнями безопасно и получайте удовольствие!