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煙花為什么是五顏六色的?金屬焰色反應了解一下

2019-07-29 14:54:28

來源:科普中國網   作者 許新芳

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????逢年過節,人們總喜歡燃放煙花襯托氣氛,用五顏六色的煙花裝點夜幕。隨著技術的進步,煙花的顏色越來越豐富,而且還能在燃放時呈現出設定好的圖案,這背后的原因是什么呢?

????煙花和爆竹一樣,主要成分是火藥。火藥是中國古代四大發明之一,很早的時候,中國的古人就知道按照“一硝二磺三木炭”的比例來配制火藥。煙花制作,是在火藥中又添加了一些發光劑和發色劑。發光劑是鎂、鋁的粉末,這些金屬燃燒時會發出白熾的強光。發色劑是鍶、鋇、鈉等金屬化合物,其中含有金屬離子,在燃燒時會發放出獨特的火焰。不同的金屬離子在燃燒時會呈現出不同的顏色,化學上稱之為“焰色反應”。

????舉例來說,硫酸銅粉末燃燒時,火焰是綠色;硝酸鈣和碳酸鈣燃燒時,火焰是紅色的;氯化鈉、硝酸鈉、硫酸鈉燃燒時,火焰是黃色的;將硝酸鍶和硝酸鈉按一定比例混合燃燒,火焰是桔紅色的。各種金屬離子按一定比例混合,燃放時就是五顏六色的了。

????除了金屬和金屬化合物以外,人們還在煙花里加入不同劑量的氧化劑、助光劑和黏合劑。氧化劑在燃燒的時候會產生大量氧氣,起到助燃和讓煙花顏色更加鮮艷的作用。助光劑能大大提高煙花的亮度,黏合劑用來將粉末狀的化合物組成大小不一的光劑顆粒。

????經過制作者巧妙排列煙花內的成分,其燃燒的先后次序會變得不同。這樣,煙花在天空引爆后,便能呈現鮮艷奪目、五顏六色的圖案了。如果用黏合劑把這些顆粒按照一定的設計排列,就可以制成不同圖案的煙花了。比如在內圈放上發黃色光的顆粒,外圈放上發綠色光的顆粒,煙花在空中炸開后,就會形成一朵綠葉襯托的向日葵花了。

????煙花雖然好看,但是造成的環境問題卻不容忽視。煙花在燃放時,會釋放出二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等氣體,這些氣體是引發酸雨的“元兇”。煙花燃爆時,空氣中主要污染物PM2.5和PM10的濃度遠遠超過國家標準,會刺激呼吸道黏膜,傷害肺組織,引起或誘發支氣管炎、氣管炎等呼吸系統疾病。

????為了保護環境,很多煙花的配方中不再采用含有硫元素的物質,以減少二氧化硫和其它硫化物的生成,或通過減少金屬粉末的用量,來減少產生的可吸入顆粒物。近幾年,由于霧霾嚴重,很多城市已經禁止在春節燃放煙花。

責任編輯:曲琬儀

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