化學過新年——煙花和爆竹跟新年更配哦
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化學過新年——煙花爆竹
大家都有過在新年放過鞭炮的經驗嗎?大家都了解鞭炮裡面到底是甚麼樣的化學物質引發小型的爆炸嗎?現在就讓我們一起來揭曉吧。就是這不起眼的白色結晶-硝酸鉀。
這白色的結晶可不是砂糖啊,是會引起爆炸的硝酸鉀唷!硝酸鉀KNO3。外觀為透明無色或白色粉末,無味,易溶於水,在20℃時,在水中的溶解度為31.6 g(溫度越高,溶解度越大,80℃時溶解度是169g)。主要用途是製作火柴頭及煙火以及黑火藥、肥料、玻璃、燈蕊、腌肉,此外煙草、冶金、分析化學上亦常用之。對敏感牙齒有舒緩作用,所以有很多牙膏也含有硝酸鉀。
煙花能夠廣受歡迎,流傳至今,得益於它的絢爛多姿,流光溢彩以及在一瞬間爆發又一瞬間消逝帶給人們的回味無窮。煙花之所以能夠呈現出五顏六色,是因為在煙花的成分中,添加了特殊的元素,在燃燒過程中,這些特殊元素的火焰具有不同的顏色,在合適的控制之下,煙花就會變得五彩斑斕,令人陶醉。
煙花含有各種不同的化學藥品,在燃燒時可以給火焰染色。銅燃燒時,火焰會變成綠色;硝酸鍶、碳酸鍶燃燒時,能使火焰變成紅色;硝酸鈉、草酸鈉燃燒時火焰是黃色;將硝酸鍶和硝酸鈉按一定比例混合,燃燒時火焰是桔紅色。只要把這些藥品按不同的比例和次序放在煙花里,煙花在燃燒時,便能發出五彩繽紛的光。
煙花鞭炮在點燃時,發生化學反應,迅速燃燒,產生二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等氣體及金屬氧化物的粉塵,瞬時產生的大量氣體,伴隨著大量光和熱,衝破炮紙的包裹,引起鞭炮的爆炸。二氧化硫和二氧化氮是酸雨的主要成分,二氧化碳會造成溫室效應。新年集中燃放煙花和爆竹時,會釋放的大量的有毒有害金屬顆粒物,這些顆粒物的毒性來自於煙花和爆竹燃放時排放的金屬元素。當它們被燃放時,顆粒物就被擴散到了更大的範圍之內。「那些沒有顏色的煙花可能毒性會小一些,」「但這不是大家想要的東西,人們喜歡五顏六色的煙花。」在煙花爆竹燃放比較集中的大年三十晚上和初一早上,民眾應該盡量遠離燃放地點並避免戶外活動,以減少有害顆粒物對個人身體健康的影響。
(煙花里裝有燃燒劑、助燃劑、發光劑和發色劑。除了少部分發光劑和發色劑是直接放的金屬粉末,最主要象鋁粉、鎂粉等,剩下的都不是直接放金屬粉末的,而是放金屬鹽類。主要原因是多數金屬單質的粉末化學性質不夠穩定,一段時間後會氧化,甚至可能導致失效。
比較典型的鹽類是硝酸鍶(發出紅光),硝酸鋇(發出綠光),碳酸銅、硫酸銅(發藍光),鋁粉、鎂粉(發白光),碳酸鈉(發黃光)等。)
而爆竹又是怎麼產生爆鳴聲的呢?由於爆竹是中空的細管,裡面充滿空氣,經過硝酸鉀被點燃之後,內部的空氣受熱膨脹,會擠壓爆竹的管壁,空氣壓力在短時間內迅速強化之後便會形成小型的爆炸壓破管壁,就會聽見許多霹霹啪啪的聲音,這就是爆竹的來由。
但中國歷史上也有人曾經異想天開,將爆竹綁在椅子上,試圖讓自己藉由爆竹的噴發而升空,可惜最後不僅升空失敗,還因為爆竹的爆炸而送上自己的一條小命,由此我們也可以了解在玩爆竹的當下,仍然有許多安全上的細節需要謹慎注意。例如保持適當的距離,保護好自己裸露的皮膚與雙眼,這些都是過年時玩爆竹需要注意的重點。如此,我們才能在歡樂的氣氛中,迎接新年的到來。


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