花火のスタンドが隅々にまで現れ始めました。それが何を意味するかはご存知のとおり、もうすぐ 7 月 4 日です。花火は、ジョン・スタッフォード・スミスが星条旗で書いたロケットの赤いまぶしさから遠く離れています。今では、虹のほぼすべての色に加えて、まだ名前が付けられていない花火もあります。花火の科学と、単純な爆発から驚くべき色がどのように得られるかを見てみましょう.
花火の歴史
花火は新しい発明ではありません。紀元前 2 世紀に中国の人々が竹を火の中に投げ込むと、木材内の空気ポケットのために大きな音を立てて爆発することを発見して以来、花火は存在していたと推定されています。当時、人々はこれらの爆発が近くにいる悪霊を追い払うと考えていました.
人々が混合物に化学物質を加えたのは、西暦 600 年から 900 年の間のいつかでした。彼らは、最初の花火を作るために、木炭、硫黄、硝酸カリウムの慎重に作られた混合物である初期の火薬を竹の棒または紙管に注ぎました。それ以来、私たちはここまで来ました…まあ、少なくとも竹の棒はもう使っていません.
花火の科学
私たちは皆、爆発がどのように機能するかを知っています。しかし、花火はどのように機能しますか？それを理解するには、花火に使用される化学物質から始める必要がありますか?
私たちが知っていて大好きなカラフルなお祝いの爆発には、4 つの主要な成分が必要です。それは、酸素発生剤、着火用の燃料、結合剤、そして色を生成する化学物質です。燃料はどの色の花火でもほとんど同じなので、先に進んでそれを省略します。
このフォーミュラの中心にあるのは、何世紀も前に中国人が使用していた元のレシピからあまり変わっていない火薬または黒色火薬です。ただし、今日はもう少しうまく組み合わせることができます。
推進剤に点火する導火線も、花火が上空に向かうにつれて燃え続けます。このヒューズが、上記の 4 つの成分を含む花火の内部シェルに達すると、点火します。結果はカラフルな爆発です。
これは、花火に使用される化学物質の質問に対する唯一の答えではありません。それでは、本当に楽しい部分、色に取り掛かりましょう!
爆発的な色
花火は、最後に爆発的な色のバーストがなければ花火ではありません.これらのカラフルなディスプレイを作成するには、化学者は 1 つの重要なことを知る必要があります。それは、どの金属がどの色を燃やすかということです。
花火の各色の正確な化学物質は、製造場所や容易に入手できる材料によって異なる場合があります.ただし、通常、これらの表示は金属塩に依存します。
金属塩とは？金属塩は、酸中の 1 つの水素原子が金属に置き換わると形成されます。人々は、金属、酸、カリを混合して、混合物に含まれる金属の色を燃やす乾燥した、簡単に移動できる物質を作ることによってそれらを作ります.いくつかの一般的な色とそれに関連する金属は次のとおりです:
- 赤く燃える炭酸ストロンチウム
- オレンジ色に燃える塩化カルシウム
- 黄色く燃える硝酸ナトリウム
- 緑色に燃える塩化バリウム
- 青く燃える塩化銅
化学者は、銅とストロンチウムの混合物で紫のような他の色を作ります。なぜなら、幼稚園の美術の授業を覚えているかもしれませんが、赤と青が紫を作るからです.真っ白な花火にはマグネシウムなどの金属が含まれています。マグネシウム、チタン、アルミニウムを燃やすと銀色の花火ができ、鉄や木炭は金を燃やすことができます.
自宅で花火を作ろうとすることはお勧めしません。簡単に聞こえるかもしれませんが、花火の科学は思ったよりもずっと複雑です。比率の一部を間違えると、花火が打ち上げられたり、地面で危険なほど爆発したりする前に、花火が消えてしまう可能性があります。
地元の花火大会を楽しみに出かけるときは、これを心に留めておいてください。火薬と金属塩の魔法を偶然発見した古代中国の化学者がいなければ、これらの驚くほど美しい展示はありませんでした.誰かがあなたに金属塩とは何かを尋ねたら、あなたは答えを持っています.ロケットのストロンチウムのまぶしさを見ながら、花火の背後にある科学について話すのは素晴らしいことです!
