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【三十而已】中顾佳一直强调蓝色烟花危险,有科学根据吗?

2020-08-06科学

2020-08-05

要说蓝色烟花比较危险过于牵强,毕竟使用数量并不多,说到危险还远不如烟花的主成份:硝酸盐 。烟花必须借由添加不同物质,才能达到特殊设计需求或是增加火焰效果,虽然各种添加物种类繁多,但是使用量并不多,大致来说可分为增艳剂、胶合剂、增感剂、降温剂、燃速调节剂、酸碱平衡剂等。

倒是在烟花中,蓝色确实是种特别的存在,但在那些可供个人施放的小型烟花弹中,却几乎找不到它的身影。蓝色为什么没有成为烟花中的流行色?了解烟花背后的化学,我们就能从中找到答案。 从化学的角度来看,烟花和鞭炮的基础是一场快速释放能量的氧化还原反应,无论是炸开的效果、声响,还是激发五彩斑斓的光芒,都要依靠化学反应释放的能量 。在这个反应中,需要两种基本角色:氧化剂,以及用来烧掉的燃料。在我们所熟知的传统配方黑色火药中,就是硝酸钾充当了氧化剂、木炭和硫作为燃料。

烟花的色彩来自不同类型的金属化合物,它们在高温中被激发,并释放出特定波长的光,简单理解就是「焰色反应」。烟花的五光十色决定于内部所配好的金属或化合物燃烧后的颜色: 锶化合物→红色、钙化合物→橙色、钠化合物→黄色、钡化合物→绿色、铜化合物→蓝色 金属盐类遇到高温火焰时,它们首先会发生一些化学变化,产生游离的发光体(emitters),这些发光体在高温下被激发,然后其中的电子再跃迁回到基态,这时候就会发出特定波长的光 。钠的标志性黄光来自原子光谱,而其他很多「发光体」却是一些在火焰中形成的简单分子。烟花的蓝色就是来自 CuCl_2 这种「发光体」的光谱,要想形成这种蓝光效果,需要有铜化合物和富含氯的烟花火焰(氯可以来自高氯酸盐之类的物质)。同时,火焰温度也必须恰到好处,才能让分子发光体形成并且保持稳定。对于蓝色的发光体这个要求尤其严格,过高的火焰温度很容易将其破坏。因此,蓝色可以说是烟花中最难呈现的一种色彩。

注:蓝色烟火的化学式为: Cl+Cu→CuCl_2 (蓝光)。

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