Die Chemie hinter eine Wunderkerze ist 4. Juli Magie

Dieses Wochenende, Menschen in den USA feiert Unabhängigkeitstag und landesweit die Vorbereitungen laufen, zu diesem Anlass mit Feuerwerk und andere Pyrotechnik. Bieten Wunderkerzen eine kleinere, aber längere pyrotechnische Erfahrung, und geworden sie sind Kernbereiche der Fourth Of July feiern, aber wie funktionieren sie?

Ein neues video von der American Chemical Society (ACS) YouTube-Serie "Reaktionen" untersucht die Chemie der Wunderkerzen in extremer Zeitlupe.

"Pyrotechnik, Feuerwerk, Wunderkerzen, diese Art von Dingen, es ist wie eine Kochkunst" Chris Mocella, Co-Autor des Buches "Chemie der Pyrotechnik: grundlegende Prinzipien und Theorie" (CRC Press, 2010) und technischer Berater für das neue ACS-Video gesagt Leben Wissenschaft. "Es ist alle Chemie auf der untersten Ebene, aber es gibt lustige kleine Tricks und Dinge, die Sie tun können, mit unterschiedlichem Material Sie haben." [50 fabelhafte 4. Juli Fakten: feurige Feuerwerk]

In der Pyrotechnik sind die besonderen Zutaten Brennstoff und ein Oxidationsmittel. Im Falle einer Wunderkerze der Brennstoff ist meist ein Metallpulver und das Oxidationsmittel ist meist Kaliumnitrat. Wenn das pulverisierte Metall oxidiert wird, erstellt er eine Menge zusätzliche Energie.

Das Licht, das ausgegeben wird, die Wärme und die Laute, Wunderkerzen sind alle übrig gebliebene Energie umgewandelt in etwas, das wir wahrnehmen können – alle Teil der brillanten Kaskade von glitzernden Funken.

Wenn eine Wunderkerze angezündet wird, tritt die gleiche inhärente Reaktion wie Feuerwerk: Verbrennung.

"Wenn Sie, Brennholz, die Verbrennung ist brennen, aber es eine lange Zeit für all das dauert zu verbrennen", sagte Mocella. "Wann schlagen Sie ein Spiel, das auch Verbrennung, sondern das Streichholzkopf gibt sich viel schneller. Und dann ein Feuerwerk ist eine extrem schnelle Art der Verbrennung."

Im Falle von Feuerwerk, das gesamte pyrotechnische Material in der Mitte (in der Regel ein Schwarzes Pulver, wie Schießpulver) ist sehr eng begrenzt. Wenn es gezündet wird, löst die erste Verbrennung Wärme und Gas, das baut Druck bis hin zur Explosion.

Wenn eine Wunderkerze angezündet wird, diese gleichen Verbrennung geschieht, aber es nicht in der Hand explodieren. Und zwar deshalb, weil die Reaktion nicht schnell genug geschieht, sagte Mocella. Er erklärte, dass die Verbrennung in einer Linie passiert. Wie Sie oben auf eine Wunderkerze anzünden beginnt die Reaktion: der Sauerstoff befreit, es oxidiert das Metall, welche Veröffentlichungen mehr Wärme und das entzündet sich das nächste bisschen pyrotechnische gehen hinunter die Linie, er sagte.

Während die Metallpulver in eine Wunderkerze als Treibstoff dient, gibt es größere Metallstücke, etwa so groß wie feine Sandkörner, die funkelt selbst erstellen.

"Wenn diejenigen gezündet werden, das den Glanz, den Sie sehen," sagte Mocella. "Diese [kleine Metallstücke] werden in die Luft ausgestoßen und verbrennen in der Luft fast wie eine kleine winzige Sternschnuppe."

Ohne diese größere Metallstücke würde die Wunderkerze wie ein Spiel, wenn auch ein sehr heißes Match brennen nieder.