Varhaisina Yhdysvaltojen päivinä John Adams kirjoitti vaimonsa Abigailille itsenäisyysjuhlasta: "Se pitäisi juhlia Pompin ja Paraadin kanssa, Leukojen, Pelien, Urheilun, Aseiden, Soittokellojen, Kokkojen ja Valojen kanssa yhdestä päästä. tästä mantereesta toiseen tällä kertaa eteenpäin ikuisesti. " "Tulenteko ja valaistus" viittaavat suoraan siihen, mitä tunnemme pyroteknisiksi ja ilotulitusvälineiksi.
Olen kemisti ja myös Pyrotechnics Guild International -järjestön presidentti. Organisaatio edistää ilotulitusvälineiden turvallista käyttöä ja käyttää niitä täällä Yhdysvalloissa juhlimaan itsenäisyyspäivää ja muita festivaaleja ympäri vuoden. Kemikkona ja joku, joka johtaa mielenosoituksia kemian opiskelijoille, pidän ilotulitteita loistavana esimerkkinä palamisreaktioista, jotka tuottavat värillistä tulta. Mutta värillisten ilotulitusvälineiden keksintö on suhteellisen uusi, eikä kaikkia värejä ole helppo valmistaa.
Ilotulitteiden varhainen historia
Kiinan keksivät ensisijaisesti sähinkäiset serendipitomisesti vuonna 200 B.C. Mutta vasta tuhat vuotta myöhemmin kiinalaiset alkemistit kehittivät ilotulitteita 800 taajuusmuuttajalla. Nämä varhaiset ilotulitteet olivat enimmäkseen valoisia ja meluisia keksintöjä, jotka oli suunniteltu pelottelemaan pahoja henkiä - ei värikkäitä, hallittuja räjähdyksiä, joita näemme tänään. Siirry eteenpäin jälleen vuosituhannen ajan, ja italialaiset keksivat kuinka lisätä väriä tuomalla erilaisia elementtejä syttyvään seokseen. Elementti strontiumin lisääminen värilliseen pyrotekniseen seokseen tuottaa punaisen liekin; kupari, sininen; barium, vihreä; ja natrium keltaiselle.
Liian suuri tai liian pieni määrä kemikaaleja aiheuttaa merkittäviä muutoksia lämpötilassa ja siten värien aallonpituudessa. Oikea kemiallinen seos syttyessään tuottaa tarpeeksi energiaa elektronien virittämiseksi erittämään valon värejä.
Vaikka näiden värien kemia ei ole uutta, jokainen sukupolvi näyttää innostuneen taivaalle roiskuvista väreistä. Meillä on nyt laaja valikoima liekin värejä: punainen, vihreä, sininen, keltainen, violetti ja niiden variaatiot.
Jokainen väri toimii samalla tavalla. Koska eri elementit syttyvät, ne vapauttavat erilaisia valon aallonpituuksia, jotka kääntyvät eri väreiksi.
Tehdään siitä täydellinen sininen ilotulitus
Kaikkia ilotulitusvärejä ei ole yhtä helppo luoda. Uskon, että useat pyroteknisen tutkimuksen ja kehityksen kollegani ovat yhtä mieltä kanssani siitä, että sininen on vaikein väri tuottaa.
Tämä johtuu siitä, että iltataivaalla on sinisen sävy, mikä tarkoittaa, että suurin osa bluesista ei näy. Jos yrität tehdä sinisestä kirkkaampaa kontrastiksi taustalla, se voi näyttää pestyltä. Kuparin ja muiden kemikaalien oikea tasapaino liekissä tai palamisreaktiossa tuottavat parhaimman sinisen liekin ilotulitusvälineessä.
Olen ottanut tämän huomioon yrittäessään luoda paras sininen liekin väri, jota kutsun pillerirasiaksi sininen. Se on vain tarpeeksi kirkas erottuakseen yötaivasta, mutta silti rikas sininen. Minulla on yli 20 sinistä pyroteknistä kaavaa ja olen löytänyt sellaisen, joka on hyvin lähellä tätä vaikeasävyistä sävyä.
Toinen vaikeus voimakkaan sinisen värin luomisessa on, että kemia ei ole yksinkertaista. Se vaatii useiden kemikaalien ja elementin kuparin yhdistelmän. Kun kupari syttyy, kupariatomeja ympäröivät elektronit kiihtyvät ja saavat energian liekissä. Kun elektronit vapauttavat tämän energian, se näyttää tarkkailijoille sinisenä valona. Jokainen väri toimii samalla tavalla. Koska eri elementit syttyvät, ne vapauttavat erilaisia valon aallonpituuksia, jotka kääntyvät eri väreiksi. Joten kun näet sinisenvärisiä valopisteitä luomalla kuvion yötaivaalla, näet todella innoissaan elektronia, joka vapauttaa energiaa sinisenä valona.
Paul E. Smith, kemian luentonäyttelijä, Purduen yliopisto
