瑰丽多彩的礼花,为节日所常用。它兼具爆竹与烟花的特长,既能升到高空,又能释放出火花。为什么那些火花能呈现出五光十色的颜色呢?原来,奥秘在礼花顶端里面所装的物质。里面有些什么呢?那是各有各用途的燃烧剂、助燃剂、发光剂与发色剂。
礼花源于焰火,而焰火源于火药。燃烧剂是用黑火药做的。黑火药是由硝酸钾、硫磺和木炭组成的混合物,燃烧时能够发出大量的热和光,人们用它来引燃发光剂与发色剂把礼花爆破,使发光剂向四面八方散开去。助燃剂是用铝镁合金、硝酸钾、氯酸钾等做成的。它们受热分解,释放出大量的氧,使燃烧剂烧得更猛。
发光剂是铝粉或者镁粉,这些金属粉末能够猛烈燃烧,发出白炽的光芒。在放了礼花后,半空中常常会飘落一些雪花般的轻灰,那就是金属燃烧后生成的氧化铝或者氧化镁的白色粉末。
发色剂是整个礼花的主角。礼花“描绘”出的缤纷色彩,全靠发色剂。发色剂并不神秘,其实就是些普普通通的化学药品——金属盐类。许多金属盐类在高温下能够放射出各种彩色的光芒。例如,钠蒸气产生黄色光谱,便用草酸钠、氟化钠、冰晶石或硅氟酸钠等作为黄光发色剂;锶蒸气产生红色光谱,可用硝酸锶、碳酸锶、草酸锶等可作为红光发色剂;绿光用氯酸钡、硝酸钡;蓝光用碳酸铜、硫酸铜;金光用金粉;白光用铝粉等等。这种现象,在化学上叫做焰色反应。每种金属盐类在高温下,都会放射出自己固有的彩色光芒。有了这些基本色,自然不难配出各种色彩来。
随着科学技术的发展,烟火、焰火�6�7、礼花已形成一门学科。它不再仅仅为节日助兴,而且,广泛用于国防和国民经济之中,如:照明弹、曳光弹、烟幕弹、燃烧弹、教练-模仿弹、目标指示弹等等。
因为烟花爆竹的烟火药里含有大量的金属元素,这些金属及其盐在火焰上灼烧时,原子中的电子吸收了能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的,很快跃迁回能量较低的轨道,这时就将多余的能量以光的形式放出。而放出的光的波长在可见光范围内(波长为400nm~760nm),因而能使火焰呈现颜色。由于碱金属的原子结构不同,电子跃迁时能量的变化就不相同,就发出不同波长的光,所以放出光的颜色也就不同。在灼烧时就会产生不同的颜色。
因为烟花爆竹的烟火药里含有大量的金属元素
焰色反应除了在烟花中被使用之外,在很多其他的地方也大有用途,比如它是化学上常用的一种鉴定物质成分的方法,另外在道路、机场码头、港口、车站、广场等地方,经常会使用一种灯,叫钠灯,通电后它会放出明亮的黄色光芒,虽然钠灯不是靠火来给钠原子提供能量,但通电后,在电场的作用下,钠原子的最外层电子还是会吸收电能从基态跃迁到激发态,再跃迁回基态,同时放出光,这也算是焰色反应的另一种应用了。