Yurii Mongol
0 
3394
803
In de vroegste dagen van de Verenigde Staten schreef John Adams aan zijn vrouw Abigail over de viering van de onafhankelijkheid: 'Het zou moeten worden voltrokken met Pomp en Parade, met Shews, Games, Sports, Guns, Bells, Bonfires en Illuminations from one End van dit continent naar de andere vanaf deze tijd voor altijd verder. " "Vreugdevuren en verlichtingen" verwijzen rechtstreeks naar wat we kennen als pyrotechniek en vuurwerkshows.
Ik ben chemicus en ook voorzitter van Pyrotechnics Guild International, een organisatie die het veilige gebruik van vuurwerk promoot en het hier in de VS gebruikt om Onafhankelijkheidsdag en andere festivals het hele jaar door te vieren. Als scheikundige, en iemand die demonstraties leidt voor scheikundestudenten, beschouw ik vuurwerk als een goed voorbeeld van verbrandingsreacties die gekleurd vuur produceren. Maar de uitvinding van gekleurd vuurwerk is relatief recent en niet alle kleuren zijn gemakkelijk te produceren.
Vroege geschiedenis van vuurwerk
Voetzoekers werden voor het eerst toevallig uitgevonden door de Chinezen in 200 voor Christus. Maar pas duizend jaar later ontwikkelden Chinese alchemisten vuurwerk in 800 n.Chr. Dit vroege vuurwerk was meestal heldere en luidruchtige brouwsels die waren ontworpen om boze geesten bang te maken - niet de kleurrijke, gecontroleerde explosies die we vandaag zien. Snel weer een millennium vooruit en de Italianen ontdekten hoe ze kleur konden toevoegen door verschillende elementen aan de brandbare mix te introduceren. Door het element strontium toe te voegen aan een gekleurde pyrotechnische mix ontstaat een rode vlam; koper, blauw; barium, groen; en natrium voor geel.
Te veel of te weinig van de chemicaliën zorgen voor aanzienlijke veranderingen in de temperatuur en dus in de golflengte van de waargenomen kleur. Het juiste mengsel van chemicaliën produceert bij ontsteking voldoende energie om elektronen te exciteren om verschillende kleuren licht af te geven.
Hoewel de chemie van deze kleuren niet nieuw is, lijkt elke generatie opgewonden te raken door de kleuren die door de lucht spatten. We hebben nu een breed scala aan vlamkleuren: rood, groen, blauw, geel, paars en variaties hiervan.
Elke kleur werkt op dezelfde manier. Terwijl verschillende elementen ontbranden, geven ze licht met verschillende golflengten vrij die zich vertalen in verschillende kleuren.
Dat perfecte blauwe vuurwerk maken
Niet alle kleuren vuurwerk zijn even gemakkelijk te maken. Ik denk dat een aantal van mijn collega's in pyrotechnisch onderzoek en ontwikkeling het met me eens zijn dat blauw de moeilijkste kleur is om te produceren.
Dat komt doordat de avondlucht een blauwe tint heeft, wat betekent dat de meeste blues niet zo goed opduiken. Als u probeert het blauw helderder te maken zodat het contrasteert met de achtergrond, kan het er vervaagd uitzien. De juiste balans tussen koper en andere chemicaliën in de vlam of verbrandingsreactie produceert de beste blauwe kleurvlam bij vuurwerk.
Ik heb hier rekening mee gehouden bij het creëren van de beste blauwe vlamkleur, die ik pillendoosje blauw noem. Het is net helder genoeg om op te vallen tegen de nachtelijke hemel, maar nog steeds diepblauw. Ik heb meer dan 20 blauwe pyrotechnische formules en ik heb er een gevonden die heel dicht bij deze ongrijpbare tint komt.
Een andere moeilijkheid bij het creëren van een intens blauwe kleur is dat de chemie niet eenvoudig is. Het vereist een combinatie van verschillende chemicaliën en het element koper. Wanneer koper ontsteekt, worden de elektronen rond de koperatomen opgewonden en geactiveerd in de vlam. Wanneer de elektronen deze energie vrijgeven, lijkt het voor waarnemers als blauw licht. Elke kleur werkt op dezelfde manier. Terwijl verschillende elementen ontbranden, geven ze licht met verschillende golflengten vrij die zich vertalen in verschillende kleuren. Dus als je blauwgekleurde lichtstippen ziet die een patroon in de nachtelijke hemel creëren, zie je echt opgewonden elektronen die energie vrijgeven als blauw licht.
[Expertise in je inbox. Meld u aan voor de nieuwsbrief van The Conversation en ontvang elke dag een overzicht van academische versies van het nieuws van vandaag.]
Paul E.Smith, Lecture Demonstrator for Chemistry, Purdue universiteit
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.