煙花爆竹中的化學知識

火藥？——傳統(tǒng)煙花爆竹的主要成分是黑火藥，含有硫磺（S）、木炭（C）、硝酸鉀（KNO3），反應方程式為：2KNO3+3C+S=K2S+N2+3CO2。部分煙花爆竹還含有氯酸鉀KClO?和高氯酸鉀KClO4。顏色？——焰色反應。制作閃光雷、電光炮、煙花炮、彩色焰火時，還要加入鎂粉、鐵粉、鋁粉、銻粉及無機鹽。這些金屬都有焰色反應，鍶鹽火焰呈紅色、鋇鹽火焰呈綠色、鈉鹽火焰呈黃色。聲音？——聲響效應:為了增強聲音效果，一些煙花爆竹中還會增加氯酸鉀的用量。某些煙花藥劑在某種容器中，被點燃后有的由燃燒轉為爆燃而發(fā)出閃光的雷聲；有的由于產生的氣體從噴孔中能發(fā)出悅耳的哨聲或笛聲；有的能產生類似鳥叫或嗡子聲音，我們管這種現象稱之為“聲響效應”。利用煙花藥劑燃燒時能產生聲響效應，可制造和設計出許多種煙花零部件和成品。如將黑火藥系列的藥劑裝在紙筒中，兩頭壓上泥塞的紙筒中，在藥劑上邊再扦上一根引線，引燃后會產生悅耳的哨子聲或笛子聲。如將高氯酸鉀和鋁粉等混合后裝在紙筒中并封閉嚴實或用幾層紙條纏緊成包狀，用導火索點燃會產生爆炸聲和耀眼的閃光。利用這些“聲響效應”可制成如稱為筒雷、包雷、嗡子、小鳥、哨子、笛子等部件，再采用這些部件又可以配成許多種大小煙花和空中禮花，如：小火箭的“響彈”，大型煙花的“百鳥齊鳴”，空中禮花的“雷鳴花開”等等。黑火藥敏感性強,易燃燒,火星即可點燃。黑火藥的燃燒的產物大部分是二氧化碳和水,還有氮氧化物,還有少量CO、K2CO3、K2SO4等,生成物中有許多固體物質殘渣。氣味？——除了主要的黑火藥燃燒的方程，我們還會在這之后聞到刺激性的味道，這是因為煙花爆竹中的硫燃燒生成二氧化硫，反應的化學方程式為：S+O2=SO2SO2是酸雨的重要組成，SO2是一種無色具有強烈刺激性氣味的氣體，易溶解于人體的血液和其他黏性液。大氣中的SO2會導致呼吸道炎癥、支氣管炎、肺氣腫、眼結膜炎癥等。同時還會使青少年的免疫力降低，抗病能力變弱。飛行？——氣動效應:某些藥劑燃燒后能產生大量的氣體，能使紙制品旋轉或升到空中，或連續(xù)噴出彩星，或連續(xù)射出煙花部件（如彩星、哨子等），或將殼體炸開，這些現象的產生，就是由某些煙花鞭炮藥劑燃燒后產生的氣動效應造成的。利用煙花藥劑燃燒后能產生的“氣動效應”在藥劑中加入能燃燒反應劇烈和產生大量氣體及有一定燃燒速度的成分，可制成能產生不同煙花效果的噴花、射珠、旋轉、火箭、升空等類型的煙花，以及構成各種花形圖案的空中禮花。煙花制品有時需要用某些類似猛炸藥的專用爆炸藥（如稻殼炸藥、谷糠炸藥、棉籽炸藥等）。這些類似猛爆藥性質的專用炸藥管，被點燃后能產生大量氣體，會炸開制藥的外殼，并將在制藥中的零部件拋出或點燃，這也是利用煙花藥劑燃燒產生氣動效應的一種現象，這種煙花的專用炸藥廣泛應用在空中禮花中，也可用在大小型煙花中。煙霧？——發(fā)煙效應:煙花藥劑燃燒時能產生發(fā)光、焰色、聲響和氣動效應外，還能產生發(fā)煙效應。在含有氧化劑、可燃劑和有機染料的煙花藥劑中，由于燃燒時氧化劑和可燃劑反應放出熱量，使有機染料直接升華成蒸氣，并在大氣中冷凝成為有色煙，這種現象我們稱為“發(fā)煙效應”。根據上述產生有色煙的原理，可制成各種顏色的煙云。加入酞青蘭可獲得蘭色煙；加入堿性嫩黃O可獲得黃色煙；加入煙霧紅可獲得紅色煙；加入槐黃和次甲蘭可獲得綠色煙。為了獲得有色煙，在藥劑中只能應用有機染料，不能使用金屬可燃物，否則會使染粉分解?；瘜W材料？——煙花中煙火劑的主要原材料總結（1）硝酸鉀：硝酸鉀是強氧化劑。在配制煙火藥時，不宜將硝酸鉀與高氯酸銨混合使用。因為硝酸鉀會與高氯酸銨發(fā)生瓜，生吸濕性很強的硝酸銨，如果這些藥劑中含有輕金屬粉末時，些金屬粉末就可能受潮發(fā)熱，甚至自燃、自爆。（2）氯酸鉀：氯酸鉀特別敏感，它與有機物、硫磺、硫化物、酸類或其他易氧化的和物質混合后，受熱或受到撞擊和磨擦，均能產生強烈的燃燒和爆炸。氯酸鉀受日光照射容易分解，生成極不穩(wěn)定的亞氯酸鉀和吸濕性很強的氧化鉀，亞氯酸鉀極不穩(wěn)定，如果與酸類、硫化物和有機物等混合，極易自燃或自爆。（3）硝酸鋇：常溫下硝酸鋇的化學穩(wěn)定性較好，機械感度不高，但與氯酸鉀混合，容易生成敏感性較強的氯酸鋇，配合制成煙火藥時，有可能產生自燃、自爆。（4）高氯酸鉀：高氯酸鉀的化學穩(wěn)定性較氯酸鉀好，與硫化氰酸鹽混合產生自爆，與有機物混合具有強烈的爆炸性能。（5）硫磺：硫和氯酸鉀的混合物可形成爆炸性物質，感度很高，銷經撞擊或磨擦就會爆炸，硫為熱和電的不良導體，在粉碎、碾磨時會產生靜電，引起自燃和爆炸。硫磺粉塵在人氣中會與氧形成爆炸性混合物，當每公升空氣中含硫7毫克以上時，遇到火源就會爆炸。（6）鋁粉：鋁粉易溶于稀酸，遇水或受潮會與水產生化學反應，產生高溫，如果不及時擴散，會產生自燃、自爆。當每公升空氣中含鋁粉40毫克以上時，遇到火源就會爆炸。（7）鎂粉：鎂粉與鋁粉一樣，受潮會產生自燃、自爆。當每公升空氣中含鎂粉10－25毫克，遇到火源就會爆炸。（8）鎂鋁合金粉：一般由鎂、鋁各50％左右組成的金屬互化的，化學穩(wěn)定性比單獨的鎂粉或鋁粉要好。當每公升空氣中含有合金粉32.5毫克時，遇火源就會爆炸，受潮與水作用后生成氧化物，并放出氫氣，同時產生大量熱，如果不及時散熱，會自燃或自爆。（9）硫化銻：硫化銻在煙火藥中用作還原劑、助燃劑，它與氯酸鉀、高氯酸鉀的混合物敏感度很高，比硫與氯酸鉀、高氯酸鉀的混合物稍穩(wěn)定，但由于它不可避免地帶有一些二氧化硅（沙子），從而大大提高了煙火藥的機械感度。另外還有一種五硫化二銻，它是一種強還原劑，比三硫化二硫的感度更高。（10）赤磷（又名紅磷）：赤磷是一種強還源劑，在空氣中容易被氧化，并產生自燃，赤磷與氯酸鉀的混合物，在含水分20％的情況下，稍經撞擊或摩擦就會自燃與爆炸。赤磷燃燒時，產生有毒的五氧化二磷白色煙霧。用作煙火劑的赤磷，不允許有黃磷（白磷）痕跡，因為黃磷的燃點很低（僅30攝氏度），與其他藥物混合制成產品時，很容易自燃。（11）硝化棉：硝化棉具有高度可燃性和爆炸性，其危險程度