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【三十而已】中顧佳一直強調藍色煙花危險,有科學根據嗎?

2020-08-06科學

2020-08-05

要說藍色煙花比較危險過於牽強,畢竟使用數量並不多,說到危險還遠不如煙花的主成份:硝酸鹽 。煙花必須借由添加不同物質,才能達到特殊設計需求或是增加火焰效果,雖然各種添加物種類繁多,但是使用量並不多,大致來說可分為增艷劑、膠合劑、增感劑、降溫劑、燃速調節劑、酸堿平衡劑等。

倒是在煙花中,藍色確實是種特別的存在,但在那些可供個人施放的小型煙花彈中,卻幾乎找不到它的身影。藍色為什麽沒有成為煙花中的流行色?了解煙花背後的化學,我們就能從中找到答案。 從化學的角度來看,煙花和鞭炮的基礎是一場快速釋放能量的氧化還原反應,無論是炸開的效果、聲響,還是激發五彩斑斕的光芒,都要依靠化學反應釋放的能量 。在這個反應中,需要兩種基本角色:氧化劑,以及用來燒掉的燃料。在我們所熟知的傳統配方黑色火藥中,就是硝酸鉀充當了氧化劑、木炭和硫作為燃料。

煙花的色彩來自不同類別的金屬化合物,它們在高溫中被激發,並釋放出特定波長的光,簡單理解就是「焰色反應」。煙花的五光十色決定於內部所配好的金屬或化合物燃燒後的顏色: 鍶化合物→紅色、鈣化合物→橙色、鈉化合物→黃色、鋇化合物→綠色、銅化合物→藍色 金屬鹽類遇到高溫火焰時,它們首先會發生一些化學變化,產生遊離的發光體(emitters),這些發光體在高溫下被激發,然後其中的電子再躍遷回到基態,這時候就會發出特定波長的光 。鈉的標誌性黃光來自原子光譜,而其他很多「發光體」卻是一些在火焰中形成的簡單分子。煙花的藍色就是來自 CuCl_2 這種「發光體」的光譜,要想形成這種藍光效果,需要有銅化合物和富含氯的煙花火焰(氯可以來自高氯酸鹽之類的物質)。同時,火焰溫度也必須恰到好處,才能讓分子發光體形成並且保持穩定。對於藍色的發光體這個要求尤其嚴格,過高的火焰溫度很容易將其破壞。因此,藍色可以說是煙花中最難呈現的一種色彩。

註:藍色煙火的化學式為: Cl+Cu→CuCl_2 (藍光)。

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