Nga By Andy Brunning> Compound Interest: The chemistry of the colours of fireworks1
Ngjyrat në fishekzjarre vijnë nga një shumëllojshmëri e gjerë komponimesh metalike – veçanërisht kripërat metalike. ‘Kripa’ si fjalë sjell imazhe të kripës normale të tryezës që ndoshta e përdorni çdo ditë; Ndërsa ky është një lloj kripe (klorur natriumi), në kimi ‘kripa‘ i referohet çdo komponimi që përmban atome metalike dhe jo metalike të lidhura jonikisht së bashku. Pra, si japin këto komponime një gamë të madhe ngjyrash dhe çfarë tjetër nevojitet për të prodhuar fishekzjarre? Çfarë i krijon ngjyrat në fishekzjarre? i studion piroteknika.
Komponenti më kritik i një zjarri është, sigurisht, baruti, ose ‘pluhuri i zi’ siç njihet edhe ai. U zbulua rastësisht nga alkimistët kinezë, të cilët në të vërtetë ishin më të shqetësuar për zbulimin e eliksirit të jetës sesa hedhjen në erë të gjërave; Ata zbuluan se një kombinim i mjaltit, squfurit dhe kripës KNO3 nitrat kaliumi (potassium) do të shpërthente papritur në flakë pas ngrohjes.
Kombinimi i nitrateve të squfurit dhe kaliumit (potassiumit) u bashkua më vonë me qymyr druri në vend të mjaltit – squfuri dhe qymyri veprojnë si lëndë djegëse në reaksion, ndërsa nitratet e kaliumit punojnë si një agjent oksidues. Pluhuri i zi modern ka një raport krypori (saltpetre) me qymyr druri deri në peshën e squfurit prej 75:15:10; Ky raport ka mbetur i pandryshuar që rreth vitit 1781.
Djegia e pluhurit të zi apo barutit nuk bëhet si një reagim i vetëm dhe kështu produktet mund të jenë mjaft të komplikuara. Gjëja më e afërt me një ekuacion përfaqësues për procesin tregohet më poshtë, me qymyr druri të referuar nga formula e tij empirike:
| 6 KNO3 + C7H4O + 2 S → K2CO3 + K2SO4 + K2S + 4 CO2 + 2 CO + 2 H2O + 3 N2 |
Variacionet në madhësinë e granulës së barutit dhe sasia e lagështisë mund të përdoren për të rritur ndjeshëm kohën e djegies për piroteknikën.
Si dhe baruti, fishekzjarret do të përmbajnë një ‘lidhës’ – që përdoret për të mbajtur përbërësit së bashku, dhe gjithashtu për të zvogëluar ndjeshmërinë si ndaj tronditjes ashtu edhe ndaj ndikimit. Në përgjithësi, ata do të marrin formën e një komponimi organik, shpesh dextrin, i cili pastaj mund të veprojë si një karburant pas ndezjes. Një agjent oksidues është gjithashtu i nevojshëm për të prodhuar oksigjenin e nevojshëm për të djegur përzierjen; Këto zakonisht janë nitrate, klorate ose perklorate.
‘Yjet’ që gjenden brenda trupit të raketës përmbajnë pluhurat metalike ose kripërat që i japin zjarrit ngjyrën e saj. Shpesh ato do të vishen me barut për të ndihmuar në ndezje. Nxehtësia e dhënë nga reaksioni i djegies bën që elektronet në atomet metalike të jenë të eksituara në nivele më të larta të energjisë. Këto gjendje të eksituara janë të paqëndrueshme, kështu që elektroni kthehet shpejt në energjinë e tij origjinale (ose gjendjen tokësore), duke emetuar energjinë e tepërt si dritë. Metale të ndryshme do të kenë një hendek të ndryshëm energjie midis tokës së tyre dhe gjendjes së eksituar, duke çuar në emetimin e ngjyrave të ndryshme. Kjo është e njëjta arsye që metalet e ndryshme japin teste të ndryshme flakësh, duke na lejuar të bëjmë dallimin mes tyre. Ngjyrat e emetuara nga metale të ndryshme tregohen në grafikën në krye të faqes.
Është atomi metalik i pranishëm në përbërje që është i rëndësishëm, atëherë – por disa komponime janë më të mira se të tjerat. Komponimet hygroskopike (ato që tërheqin dhe mbajnë ujë) nuk përdoren shumë në fishekzjarre, pasi mund ta bëjnë përzierjen të lagësht dhe të vështirë për t’u djegur. Disa ngjyra janë gjithashtu famëkeqe të vështira për t’u prodhuar. Komponimet që përmbajnë bakër priren të jenë të paqëndrueshme në temperatura më të larta, dhe nëse arrijnë këto temperatura, ato ndahen, duke parandaluar që ngjyra blu të ekspozohet. Për këtë arsye, shpesh thuhet se mund të gjykoni cilësinë e një shfaqjeje fishekzjarresh në cilësinë e fishekzjarreve blu! E purpurta është gjithashtu mjaft e vështirë për t’u prodhuar, pasi përfshin përdorimin e komponimeve që shkaktojnë blu në kombinim me ato që shkaktojnë të kuqen.
Nëse një analizë më e hollësishme me një pasqyrë shumë më të hollësishme të kimisë së përfshirë është lloji i gjërave në të cilat mendoni se mund të jeni, atëherë mund të shikoni ‘Kimia e fishekzjarreve’ të Michael S Russel, një botim i RSC i cili mund të lexohet falas, në pjesë, në Google Books.
Nga By Andy Brunning
Referenca
