Пиротехнический краситель

редактировать
Красное пламя лития приводит к использованию лития в осветительных приборах и пиротехнике Соединения меди светятся зеленым или синим -зеленый в пламени. Соединения кальция светятся оранжевым в пламени. Соединения натрия светятся желтым в пламени.

A пиротехнический краситель представляет собой химическое соединение, который вызывает горение пламени определенным цветом . Они используются для создания цветов в пиротехнических композициях, таких как фейерверк и цветные огни. Цветообразующие частицы обычно образуются в ходе реакции из других химических веществ. Обычно используются соли металлов; элементарные металлы используются редко (например, медь для голубого пламени).

Цвет пламени зависит от катиона металла; анион соли имеет очень небольшое прямое влияние. Однако анионы влияют на температуру пламени, увеличивая ее (например, нитраты, хлораты) и уменьшая ее (например, карбонаты, оксалаты), косвенно влияя на яркость и яркость пламени. Для добавок, снижающих температуру, предел красителя может составлять около 10–20 мас.% От композиции.

Вот некоторые общие примеры:

ЦветНазвание соединенияХимическая формулаПримечания
КрасныйНитрат стронция Sr (NO 3)2Обычный. Используется с донорами хлора. Превосходный красный цвет, особенно с металлическим топливом. Используется во многих композициях, включая дорожные факелы.
КрасныйКарбонат стронция SrCO 3Обычный. Дает хороший красный цвет. Замедляет горение композиций, разлагается с выделением углекислого газа. Огнезащитный состав порох. Недорого, недорого - гигроскопичен, нейтрализует кислоты. Превосходит оксалат стронция при отсутствии магния.
Красныйоксалат стронция SrC 2O4Разлагается с образованием диоксида углерода и оксида углерода. В присутствии магниевого топлива, окись углерода восстанавливает частицы оксида магния, образуя газообразный магний и устраняя излучение черного тела от частиц MgO, что приводит к более четкому цвету.
КрасныйStr сульфат онция SrSO 4Обычный. Высокотемпературный окислитель. Используется в смесях стробоскопов и некоторых красных композициях на металлической основе.
КрасныйХлорид стронция SrCl 2Обычный. Создает ярко-красное пламя.
АпельсинКарбонат кальция CaCO 3Оранжевое пламя. При разложении выделяет диоксид углерода. Часто используется в игрушечных фейерверках как заменитель стронция.
ОранжевыйХлорид кальция CaCl 2
ОранжевыйСульфат кальция CaSO 4Высокотемпературный окислитель. Отличный источник апельсина в стробоскопических композициях.
ОранжевыйГидратированный сульфат кальция CaSO 4(H2O)x*
Золотой / ЖелтыйУгольный порошок
ЖелтыйБикарбонат натрия NaHCO 3Совместим с хлоратом калия. Снижение скорости горения меньше, чем у карбоната натрия. Несовместим с магнием и алюминием, реагирует с выделением газообразного водорода.
ЖелтыйКарбонат натрия Na2CO3Гигроскопичен. Значительно снижает скорость горения, разлагает выделяющийся углекислый газ. Сильно щелочной. Очень эффективный краситель, можно использовать в небольших количествах. Разъедает магний и алюминий, несовместимо с ними.
ЖелтыйХлорид натрия NaClТеряет гигроскопичность при нагревании. Корродирует металлы.
ЖелтыйОксалат натрия Na2C2O4Негигроскопичен. Слабо реагирует с магнием, с алюминием не реагирует.
ЖелтыйНитрат натрия NaNO 3Также действует как окислитель. Яркое пламя, используемое для освещения.
ЖелтыйКриолит Na3AlF 6Одна из немногих натриевых солей, негигроскопичных и нерастворимых в воде.
ЗеленыйХлорид бария BaCl 2
ЗеленыйХлорат бария Ba (ClO 3)2Классический выставочный зеленый цвет с горючим шеллаком. Чувствителен к ударам и трению. Окислитель.
ЗеленыйКарбонат бария BaCO 3Красивый цвет, когда перхлорат аммония используется в качестве окислителя.
ЗеленыйНитрат бария Ba (NO 3)2Не слишком сильный эффект. С донорами хлора дает зеленый цвет, без хлорных ожогов белый. В зеленых композициях обычно используются с перхлоратами.
Зеленыйоксалат бария BaC 2O4
СинийХлорид меди (I) CuClСамое яркое голубое пламя. Практически не растворим в воде.
СинийОксид меди (I) Cu2OСамый дешевый синий краситель.
СинийОксид меди (II) CuOИспользуется с донорами хлора. Превосходно в композитных звездочках.
СинийКарбонат меди CuCO 3Лучше всего при использовании с перхлоратом аммония.
СинийОсновной карбонат медиCuCO 3 · Cu (OH) 2, 2 CuCO 3 · Cu (OH) 2В природе встречается в виде малахит и азурит. Подходит для перхлората аммония и для высокотемпературного пламени с присутствием хлористого водорода. Трудно летать по воздуху, менее ядовито, чем Пэрис Грин.
СинийОксихлорид меди 3CuO · CuCl 2Хороший синий краситель с подходящим донором хлора.
СинийПарижский зеленый Cu (CH 3 COO) 2.3Cu (AsO 2)2Ацетоарсенит меди,. Токсичен с перхлоратом калия дает наилучшие синие цвета. Негигроскопичен. Мелкий порошок легко переносится в воздух; опасность отравления при вдыхании.
СинийАрсенит меди CuHAsO 3Практически негигроскопичен. Почти такой же хороший краситель, как и медь ацетоарсенит. Токсичен. Может использоваться с хлоратными окислителями.
СинийСульфат меди CuSO 4 · 5 H 2OМожет использоваться с нитратами и перхлоратами. Кислый, несовместим с хлоратами. Красный фосфор в присутствии влаги выделяет тепло, может спонтанно воспламениться. Менее дорогой, чем ацетоарсенит меди. Безводный сульфат меди гигроскопичен, может использоваться в качестве осушителя. Перхлорат аммония дает почти такой же красивый синий цвет, как и ацетоарсенит меди..
СинийМедь металлCuИспользуется редко, с другими соединениями легче работать. Дает довольно синий цвет в перхлоре аммония. составы на основе т. е.; но реагирует с перхлоратом аммония и высвобождает аммиак в присутствии влаги. Состав нужно держать сухим.
ФиолетовыйКомбинация красных и синих соединенийSr + Cu
ПурпурныйРубидий соединенияRbредко используется
серебристый / белыйалюминиевый порошокAl
серебристый / белыймагниевый порошокMg
серебристый / белыйТитановый порошокTi
Серебро / БелыйСульфид сурьмы (III) Sb2S3
ИнфракрасныйНитрат цезия CsNO 3два мощных спектральные линии при 852,113 нм и 894,347 нм
Инфракрасноенитрат рубидия RbNO 3

Знак * указывает, что соединение будет гореть оранжевым, где x = 0,2,3,5.

Излучающие частицы

Несмотря на большое количество доноров ионов металлов, они служат для образования лишь нескольких атомных и молекулярных частиц, которые используются в качестве излучателей света.

Во многих случаях доноры хлора должны быть добавлены для достижения достаточно глубоких цветов, поскольку должны генерироваться желаемые излучающие молекулы.

Некоторые излучатели цвета имеют атомную природу (например, литий, натрий). Присутствие хлора и реакция на монохлориды могут фактически ухудшить их чистоту или интенсивность цвета.

При высоких температурах атомы ионизируются. Спектры излучения ионов отличаются от спектров излучения нейтральных атомов; ионы могут излучать в нежелательных спектральных диапазонах. Например, Ba излучает голубые волны. Ионизацию можно подавить, добавив более легко ионизируемый металл со слабым собственным видимым излучением, например калий; затем атомы калия действуют как доноры электронов, нейтрализуя ионы бария.

Известно, что синий цвет трудно получить в фейерверках, поскольку соединения меди необходимо нагревать при определенной температуре для оптимальный оттенок синего цвета. Таким образом, глубокий насыщенный синий цвет обычно считается признаком опытного мастера фейерверков.

Следует проявлять осторожность, чтобы избежать образования твердых частиц в зоне пламени, будь то оксиды металлов или углерод; раскаленные твердые частицы испускают излучение черного тела, которое вызывает «размывание» цветов. Добавление алюминия повышает температуру пламени, но также приводит к образованию твердых раскаленных частиц оксида алюминия и расплавленного алюминия. Магний имеет меньшее влияние и поэтому больше подходит для цветного пламени; он более летуч, чем алюминий, и с большей вероятностью присутствует в виде паров, чем в виде твердых частиц. Образование твердых частиц оксида магния может быть дополнительно ингибировано присутствием моноксида углерода, либо отрицательным кислородным балансом композиции в присутствии органического топлива, либо добавлением красителя в форме оксалата, который разлагается до диоксида углерода и монооксид углерода; монооксид углерода реагирует с частицами оксида магния с образованием газообразного магния и газообразного диоксида углерода.

ЦветИзлучательДлины волнПримечания
ЖелтыйНатрий (D-линия )589 нмОчень сильный, подавляет другие цвета, избегает загрязнения
ОранжевыйCa Cl (молекулярные полосы )наиболее интенсивные: 591–599 нм и 603–608 нм, и другие
красныйSr Cl (молекулярный полосы)a: 617–623 нм. b: 627–635 нм. c: 640–646 нмВиды SrCl имеют тенденцию окисляться до менее желательного SrO; Поэтому составы, содержащие стронций, обычно разрабатываются с недостатком кислорода.
КрасныйSrOH (?) (молекулярные полосы)600–613 нм
КрасныйLi ( атомные спектральные линии)
ЗеленыйBa Cl (молекулярные полосы)a: 511–515 нм. b: 524–528 нм. d: 530–533 нмТакже присутствуют линии BaOH и BaO, светящиеся желтым и желтовато-зеленым (487, 512, 740, 828 и 867 нм для BaOH, 549, 564, 604 и 649 для BaO). Линии BaOH намного сильнее чем линии BaO.В отсутствие хлора линии BaCl отсутствуют, а только линии BaOH и B Видны линии АО.

. Виды BaCl имеют тенденцию окисляться до менее желательного BaO; Поэтому композиции, содержащие барий, обычно разрабатываются с недостатком кислорода.. Присутствие Ва нежелательно, поскольку он излучает в синей области при 455,4 нм. Калий может быть добавлен для подавления ионизации бария, поскольку он легче ионизируется и действует как донор электронов для ионов бария.

СинийCu Cl (молекулярные полосы)несколько интенсивных полос между 403–456 нм, менее интенсивно при 460–530 нмНизкая энергия диссоциации соединений меди вызывает присутствие в пламени свободных атомов меди, слабо излучающих зеленым цветом (линии между 325–522 нм). В присутствии хлора образуется CuCl, сильно выделяющийся синим цветом. При более высоких температурах CuCl диссоциирует и в спектре присутствуют линии атомарной меди; Также образуются CuO и CuOH, излучающие молекулярные полосы зелено-желтого цвета (535–555 нм) для CuOH и оранжево-красного цвета (580–655 нм) для CuOH. Следовательно, для композиций с синим горением требуется адекватный контроль температуры.
Инфракрасное излучениеУглерод частицыизлучение черного тела Для хорошего широкополосного инфракрасного излучения требуются составы, выделяющие много тепла и много частиц углерода. Температура горения должна быть ниже, чем у соединений, освещающих видимый свет. Интенсивность испускаемого излучения зависит от скорости горения. Температуру можно повысить, добавив магний. Композиция магний / тефлон / витон является общей для ложных ракетных ракет.
ИнфракрасноеCO2 (молекулярные полосы)в основном 4300 нмПроизводитель углеродсодержащее топливо.
ИнфракрасноеCs (атомные спектральные линии)две мощные спектральные линии при 852,113 нм и 894,347 нмИспользуется в композициях для инфракрасного освещения. В композициях не используется металл, чтобы предотвратить образование ярких частиц, излучающих в видимой области.
ИнфракрасноеRb (атомные спектральные линии)спектральные линии в ближнем инфракрасном диапазонеИспользуется в инфракрасном диапазоне составы освещения, реже цезиевые.

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-02 11:44:37
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте