În primele zile ale Statelor Unite, John Adams i-a scris soției sale Abigail despre celebrarea independenței, „Ar trebui să fie solemnizat cu Pomp și Parade, cu Shews, Jocuri, Sport, Arme, Clopote, Bonfire și Iluminări de la un capăt din acest continent către celălalt din acest timp înainte mai departe pentru totdeauna. " „Focuri și iluminări” se referă direct la ceea ce cunoaștem ca afișaje pirotehnice și artificii.
Sunt chimist și, de asemenea, președinte al Pyrotechnics Guild International, o organizație care promovează utilizarea în siguranță a artificiilor și care le folosește aici în Statele Unite pentru a sărbători Ziua Independenței și alte festivaluri pe tot parcursul anului. În calitate de chimist și de cineva care conduce demonstrații pentru studenții la chimie, consider artificiile un exemplu excelent de reacții de ardere care produc foc colorat. Dar invenția artificiilor colorate este relativ recentă și nu toate culorile sunt ușor de produs.
Istoria timpurie a artificiilor
Petardii au fost inițial inventați serendipitous de către chinezi în 200 î.Hr. Dar abia peste o mie de ani mai târziu, alchimistii chinezi au dezvoltat artificii în 800 A.D. Aceste artificii timpurii au fost în mare parte concoacții luminoase și zgomotoase, concepute pentru a speria spiritele rele - nu exploziile colorate, controlate pe care le vedem astăzi. Înaintați repede încă un mileniu și italienii și-au dat seama cum să adauge culoare introducând diverse elemente în amestecul inflamabil. Adăugarea elementului de stronțiu la un amestec pirotehnic de culoare produce o flacără roșie; cupru, albastru; bariu, verde; și sodiu pentru galben.
Prea mult sau prea puțin dintre substanțele chimice aduc modificări semnificative ale temperaturii și astfel lungimea de undă a culorii văzute. Amestecul corespunzător de substanțe chimice atunci când este aprins produce suficientă energie pentru a excita electronii pentru a da diferite culori de lumină.
Chiar dacă chimia acestor culori nu este nouă, fiecare generație pare a fi încântată de culorile stropite pe cer. Avem acum o gamă largă de culori flacără: roșu, verde, albastru, galben, violet și variații ale acestora.
Fiecare culoare funcționează la fel. Pe măsură ce diferite elemente se aprind, eliberă diferite lungimi de undă ale luminii care se traduc ca culori diferite.
Realizând acel foc de artificii albastru perfect
Nu toate culorile de artificii sunt la fel de ușor de creat. Cred că mai mulți dintre colegii mei în cercetarea și dezvoltarea pirotehnică ar fi de acord cu mine că albastrul este cea mai dificilă culoare de produs.
Acest lucru se datorează faptului că cerul de seară este o nuanță de albastru, ceea ce înseamnă că majoritatea albastrilor nu apar niciodată. Dacă încercați să faceți albastrul mai luminos pentru a contrasta cu fundalul, poate părea spălat. Echilibrul corect al cuprului și al altor substanțe chimice în reacția de flacără sau de ardere produc cea mai bună flacără de culoare albastră într-un foc de artificii.
Am luat în considerare acest lucru atunci când am încercat să creez cea mai bună culoare flacără albastră, pe care o numesc pastila albastru. Este suficient de luminos pentru a ieși în evidență pe cerul nopții, dar încă un albastru bogat. Am peste 20 de formule pirotehnice albastre și am găsit una care se apropie foarte mult de această nuanță evazivă.
O altă dificultate în crearea unei culori albastre intense este aceea că chimia nu este simplă. Necesită o combinație de mai multe substanțe chimice și elementul de cupru. Atunci când cuprul se aprinde, electronii care înconjoară atomii de cupru se excită și se energizează în flacără. Când electronii eliberează această energie, pentru observatori apare lumina albastră. Fiecare culoare funcționează la fel. Pe măsură ce diferite elemente se aprind, eliberă diferite lungimi de undă ale luminii care se traduc ca culori diferite. Deci, când vezi puncte de lumină de culoare albastră care creează un model pe cerul nopții, vezi cu adevărat electroni excitați care eliberează energie ca lumină albastră.
Paul E. Smith, Demonstrator de conferință pentru chimie, Universitatea Purdue
