In de vroegste dagen van de Verenigde Staten schreef John Adams aan zijn vrouw Abigail over de viering van de onafhankelijkheid: 'Het zou met Pomp and Parade, met Shews, Games, Sports, Guns, Bells, Bonfires en Illuminations van One End moeten worden gevierd. van dit continent naar het andere vanaf deze tijd voor altijd meer. " 'Vreugdevuren en verlichting' verwijzen rechtstreeks naar wat we kennen als vuurwerk en vuurwerk.
Ik ben chemicus en ook president van Pyrotechnics Guild International, een organisatie die het veilige gebruik van vuurwerk promoot en ze hier in de Verenigde Staten gebruikt om Independence Day 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 veroorzaken. Maar de uitvinding van gekleurd vuurwerk is relatief recent en niet alle kleuren zijn gemakkelijk te produceren.
Vroege geschiedenis van vuurwerk
Voetzoekers werden in 200 v.Chr. Voor het eerst door de Chinezen toevallig bedacht. Maar het was pas duizend jaar later dat Chinese alchemisten vuurwerk ontwikkelden in 800 na Christus. Dit vroege vuurwerk was meestal helder en lawaaierig brouwsel ontworpen om boze geesten bang te maken - niet de kleurrijke, gecontroleerde explosies die we vandaag zien. Snel weer een millennium vooruit en de Italianen bedachten hoe ze kleur konden toevoegen door verschillende elementen in de brandbare mix te introduceren. Het toevoegen van het element strontium aan een pyrotechnische kleurenmix geeft een rode vlam; koper, blauw; barium, groen; en natrium voor geel.
Te veel of te weinig van de chemicaliën veroorzaken aanzienlijke veranderingen in de temperatuur en dus de golflengte van de kleur. Het juiste mengsel van chemicaliën produceert bij ontsteking voldoende energie om elektronen op te wekken om verschillende kleuren licht af te geven.
Hoewel de chemie van deze kleuren niet nieuw is, lijkt elke generatie opgewonden te raken van de kleuren die door de lucht spatten. We hebben nu een breed scala aan vlamkleuren: rood, groen, blauw, geel, paars en variaties hierop.
Elke kleur werkt op dezelfde manier. Als verschillende elementen ontbranden, geven ze verschillende golflengten van licht 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 mij eens zijn dat blauw de moeilijkste kleur is om te produceren.
Dat komt omdat de avondlucht een blauwe tint heeft, wat betekent dat de meeste blues niet zo goed verschijnen. Als u probeert het blauw helderder te maken in contrast met de achtergrond, kan het er vervaagd uitzien. De juiste balans van koper en andere chemicaliën in de vlam of verbrandingsreactie produceert de beste blauwe vlam bij vuurwerk.
Ik heb hier rekening mee gehouden bij het maken 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 een rijk blauw. 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 ontbrandt, worden de elektronen die de koperatomen omringen opgewonden en bekrachtigd in de vlam. Wanneer de elektronen deze energie afgeven, lijkt het waarnemers als blauw licht. Elke kleur werkt op dezelfde manier. Als verschillende elementen ontbranden, geven ze verschillende golflengten van licht vrij die zich vertalen in verschillende kleuren. Dus als je blauwgekleurde lichtpunten ziet die een patroon aan de nachtelijke hemel creëren, zie je echt opgewonden elektronen die energie vrijgeven als blauw licht.
Paul E. Smith, Lezing Demonstrator voor Chemie, Purdue universiteit
