الكيمياء والالعاب النارية

تساءلت يومياً ما عن سر الألعاب النارية؟ وما هو مصدر ألوانها وكيف تصنع المواد الكيميائية هذه الألوان؟ سنحاول من خلال هذا المقال الإجابة عن هذه التساؤلات بطريقة مبسطة.

العديد من ألوان الألعاب النارية تأتي من احتراق الأملاح المعدنية، إنتاج ألوان الألعاب النارية هي محاولة معقدة تتطلب فن ضخم وتطبيق العلوم الطبيعية باستثناء الوقود أو المؤثرات الخاصة.

نقاط انعكاس الضوء من الألعاب النارية والتي تسمى (نجوم) عموماً تتطلب مُنتِج أوكسجين، وقود، غلاف أو واقي (ليبقى كل شيء في مكانه الصحيح) ومُنتِج لون. هناك آليتين رئيستين لإنتاج ألوان الألعاب النارية: السطوع والتلألؤ

السطوع:

السطوع هو ضوء ناتج من الحرارة، الحرارة تجعل المادة ساخنة وتتوهج ففي البداية تنبعث منها أشعة تحت حمراء، ثم حمراء، ثم برتقالية، ثم صفراء، والضوء الأبيض حيث تصبح أكثر سخونة. عندما تصبح درجة حرارة الألعاب النارية تحت السيطرة، يمكن التلاعب بتوهج العناصر مثل الفحم إلى مستوى اللون المطلوب وذلك بالوقت المناسب، أيضاً المعادن مثل الألومنيوم، المغنيزيوم، التيتانيوم، تحترق بشكل مشرق ومفيد في ارتفاع درجة حرارة الألعاب النارية.

التلألؤ:

هو الضوء الناتج من استخدام مصادر طاقة أخرى غير الحرارة، أحياناً يسمى التلألؤ بالضوء البارد لإمكان وجوده في درجة حرارة الغرفة ويخفض درجة الحرارة.

لإنتاج التلألؤ، يمتص الكترون ذرة أو الكترون جزئ الطاقة فتسبب في إثارته وعدم استقراره، وعندما يعود إلى مستوى الطاقة الأدنى يُصدر طاقة على شكل فوتون (ضوء)، وطاقة هذا الفوتون هو الذي يحدد الطول الموجي أو اللون.

أحياناً الأملاح المطلوبة لإنتاج ألوان مرغوبة تكون غير مستقرة. كلوريد الباريوم (باللون الاخضر) يكون غير مستقر بدرجة حرارة الغرفة، لذلك يجب أن يكون الباريوم متحد مع مركب أكثر استقراراً مثل (المطاط المكلور)، في هذه الحالة الكلور يتحرر من حرارة احتراق الألعاب النارية ويشكل كلوريد الباريوم ويصدر اللون الأخضر. من ناحية أخرى كلوريد النحاس الازرق غير مستقر في درجات الحرارة العالية لذلك لا يمكن إعطاء الألعاب النارية مزيد من الحرارة حتى تصبح لامعة ويمكن مشاهدتها.

الجودة:

الألوان النقية تحتاج عناصر نقية، حتى الكميات الضئيلة من شوائب الصوديوم (الصفراء – البرتقالية) كافية للتغلب على الألوان أو تغييرها، كما أن التشكيل بعناية يعد مطلوباً كي لا يغطي الدخان الكثيف أو الرواسب اللون. الألعاب النارية حالها كحال غيرها حيث أنّ التكلفة غالباً ما ترتبط بالجودة. مهارة الشركة المصنعة وتاريخ إنتاج الألعاب النارية يؤثر بشكل كبير على العرض النهائي (أو نفتقر له).

تلوينات الألعاب النارية:

نعرض لكم في هذا الجدول ألوان للألعاب النارية، والتركيب الكيميائي لها:

اللون    التركيب
الأحمر     أملاح الليثيوم، أملاح السترونيومكربونات الليثيوم Li2CO3 = أحمركربونات السترينيوم SrCO3   = أحمر فاقع

البرتقالي   أملاح الكالسيومكلوريد الكالسيوم CaCl2كبريتات الكالسيوم  CaSO4.xH2O، حيث x = 0,2,3,5

الذهبي     اتقاد من الحديد (مع الكربون)، الفحم، السناج

الأصفر       مركبات الصوديومنترات الصوديوم  NaNO3الكريوليت  Na3AlF6

الأبيض      الكهربائي معدن ساخن ابيض مثل المغنزيوم او الالومنيومأكسيد الباريوم BaO

الأخضر     مركبات الباريوم + منتجات الكلوركلوريد الباريوم , BaCl+   = أخضر زاهي

الأزرق      مركبات النحاس + منتجات الكلورنحاس أسيتو الزرنيخ (أخضر باريس)Cu3As2O3Cu(C2H3O2)2 = أزرقك لوريد النحاس الأحادي CuCl   = أزرق تركواز

الأرجواني   خليط من مركبات السترونيوم (الأحمر) ومركبات النحاس (الأزرق)

الفضة       ي حرق الألومنيوم، التيتانيوم، أو المغنيزيوم سواء رقائق أو مسحوق




اعداد الطالبة:امنية خلف الله