ملون للألعاب النارية




الملون المستخدم في الألعاب النارية هو مركب كيميائي يُضفي على اللهب لونًا مميزًا . تُستخدم هذه الملونات في صناعة الألوان المستخدمة في تركيبات الألعاب النارية، مثل الألعاب النارية والنيران الملونة . عادةً ما تُنتج المواد الملونة من مواد كيميائية أخرى أثناء التفاعل. تُستخدم أملاح المعادن بشكل شائع، بينما تُستخدم المعادن النقية نادرًا (مثل النحاس لإنتاج اللهب الأزرق).
يعتمد لون اللهب على الكاتيون المعدني، بينما يكون تأثير الأنيون الملحي المباشر ضئيلاً للغاية. مع ذلك، تؤثر الأنيونات على درجة حرارة اللهب، إما برفعها (مثل النترات والكلورات) أو بخفضها (مثل الكربونات والأكسالات)، مما يؤثر بشكل غير مباشر على سطوع اللهب وبريقه. بالنسبة للمضافات الخافضة للحرارة، قد تصل نسبة الملون إلى حوالي 10-20% من وزن التركيبة. [ 1 ]
من الأمثلة الشائعة ما يلي:
| لون | اسم مركب | الصيغة الكيميائية | ملحوظات |
|---|---|---|---|
| أحمر | نترات السترونتيوم | Sr( NO3 ) 2 | شائع. يُستخدم مع مُعطيات الكلور. لونه أحمر ممتاز، خاصة مع أنواع الوقود المعدني. يُستخدم في العديد من التركيبات بما في ذلك مشاعل الطرق . |
| أحمر | كربونات السترونتيوم | SrCO 3 | شائع. يُنتج لونًا أحمرًا جيدًا. يُبطئ احتراق المركبات، ويتحلل مُنتجًا ثاني أكسيد الكربون. مُثبِّط للهب في البارود . غير مُكلف، وغير مُستَرطِب ، ويُعادل الأحماض. أفضل من أكسالات السترونتيوم في غياب المغنيسيوم. |
| أحمر | أكسالات السترونتيوم | SrC 2 O 4 | يتحلل المنتج مُنتجًا ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون. في وجود وقود المغنيسيوم، يُختزل أول أكسيد الكربون جزيئات أكسيد المغنيسيوم، مُنتجًا المغنيسيوم الغازي، ومُزيلًا إشعاع الجسم الأسود لجزيئات أكسيد المغنيسيوم، مما ينتج عنه لون أكثر نقاءً. |
| أحمر | كبريتات السترونتيوم | SrSO 4 | شائع. مؤكسد عالي الحرارة. يستخدم في مخاليط الوميض وبعض التركيبات الحمراء القائمة على المعادن. |
| أحمر | كلوريد السترونتيوم | SrCl 2 | شائع. ينتج لهباً أحمر ساطعاً. |
| البرتقالي | كربونات الكالسيوم | CaCO3 | ينتج لهباً برتقالياً. وينتج ثاني أكسيد الكربون عند تحلله. ويُستخدم غالباً في الألعاب النارية كبديل للسترونتيوم. |
| البرتقالي | كلوريد الكالسيوم | CaCl 2 | |
| البرتقالي | كبريتات الكالسيوم | CaSO 4 | مؤكسد عالي الحرارة. مصدر برتقالي ممتاز في تركيبات الإضاءة الومضية. |
| البرتقالي | كبريتات الكالسيوم المائية | CaSO 4 (H 2 O) x* | تشير العلامة * إلى أن المركب سيحترق باللون البرتقالي حيث x=0,2,3,5. |
| ذهبي/أصفر | مسحوق الفحم | ||
| أصفر | بيكربونات الصوديوم | NaHCO 3 | متوافق مع كلورات البوتاسيوم. معدل احتراقه أقل من كربونات الصوديوم. غير متوافق مع المغنيسيوم والألومنيوم، ويتفاعل مُنتجًا غاز الهيدروجين. |
| أصفر | كربونات الصوديوم | Na 2 CO 3 | مادة مسترطبة. تقلل بشكل ملحوظ من معدل الاحتراق، وتحلل ثاني أكسيد الكربون المتصاعد. قلوية للغاية. مُلوِّن فعال جداً، ويمكن استخدامه بكميات صغيرة. يُسبب تآكل المغنيسيوم والألومنيوم، ولا يتوافق معهما. |
| أصفر | كلوريد الصوديوم | كلوريد الصوديوم | يفقد خاصية امتصاص الرطوبة عند التسخين. ويؤدي إلى تآكل المعادن. |
| أصفر | أكسالات الصوديوم | Na 2 C 2 O 4 | غير مسترطب. يتفاعل بشكل طفيف مع المغنيسيوم، ولا يتفاعل مع الألومنيوم. |
| أصفر | نترات الصوديوم | NaNO 3 | كما أنه يعمل كمؤكسد. لهب ساطع، يستخدم للإضاءة. |
| أصفر | الكرايوليت بعلم المعادن | Na 3 AlF 6 | أحد أملاح الصوديوم القليلة التي لا تمتص الرطوبة ولا تذوب في الماء. |
| أخضر | كلوريد الباريوم | BaCl 2 | |
| أخضر | كلورات الباريوم | Ba(ClO 3 ) 2 | لون أخضر كلاسيكي للعرض مع وقود الشيلاك. حساس للصدمات والاحتكاك. مؤكسد. |
| أخضر | كربونات الباريوم | BaCO 3 | لون جميل عند استخدام بيركلورات الأمونيوم كمؤكسد. |
| أخضر | نترات الباريوم | با(رقم 3 ) 2 | تأثيره ليس قوياً جداً. عند استخدامه مع مُعطيات الكلور، يُعطي لوناً أخضر، بينما يحترق لونه أبيض في غياب الكلور. يُستخدم عادةً مع البيركلورات في التركيبات الخضراء. |
| أخضر | أكسالات الباريوم | BaC 2 O 4 | |
| أزرق | كلوريد النحاس الأحادي | CuCl | أغنى لهب أزرق. يكاد يكون غير قابل للذوبان في الماء. |
| أزرق | أكسيد النحاس الأحادي | Cu 2 O | أقل تكلفة لملون أزرق. |
| أزرق | أكسيد النحاس (II) | أكسيد النحاس | يُستخدم مع مانحات الكلور. ممتاز في النجوم المركبة . |
| أزرق | كربونات النحاس الأساسية | CuCO 3 ·Cu(OH) 2 , 2 CuCO 3 ·Cu(OH) 2 | يوجد بشكل طبيعي على هيئة الملاكيت والأزوريت . يُنصح باستخدامه مع بيركلورات الأمونيوم ومع اللهب عالي الحرارة بوجود كلوريد الهيدروجين . لا ينتشر بسهولة في الهواء، وهو أقل سمية من باريس غرين . |
| أزرق | أوكسي كلوريد النحاس | 3CuO·CuCl 2 | صبغة زرقاء جيدة مع مانح كلور مناسب. |
| أزرق | باريس غرين | Cu( CH3COO ) 2.3Cu ( AsO2 ) 2 | أسيتوأرسينيت النحاس، أخضر زمردي . سام. يُنتج أفضل درجات اللون الأزرق عند مزجه مع بيركلورات البوتاسيوم . غير مسترطب. مسحوق ناعم ينتشر بسهولة في الهواء؛ خطر استنشاق سام. |
| أزرق | أرسنيت النحاس | CuHAsO 3 | غير قابل لامتصاص الرطوبة تقريبًا. مُلوِّن جيد تقريبًا مثل أسيتوأرسينيت النحاس. سام. يمكن استخدامه مع مؤكسدات الكلورات. |
| أزرق | كبريتات النحاس | CuSO 4 ·5 H 2 O | يمكن استخدامه مع النترات والبيركلورات. حمضي، غير متوافق مع الكلورات. عند تفاعله مع الفوسفور الأحمر في وجود الرطوبة، يُطلق حرارة، وقد يشتعل تلقائيًا. أقل تكلفة من أسيتوأرسينيت النحاس. كبريتات النحاس اللامائية مادة مسترطبة، ويمكن استخدامها كمجفف. عند تفاعلها مع بيركلورات الأمونيوم، تُنتج لونًا أزرقًا جميلًا يكاد يُضاهي اللون الذي يُمكن الحصول عليه باستخدام أسيتوأرسينيت النحاس. |
| أزرق | معدن النحاس | النحاس | نادرًا ما يُستخدم، وهناك مركبات أخرى أسهل في التعامل. يُعطي لونًا أزرقًا جميلًا في تركيبات بيركلورات الأمونيوم؛ ولكنه يتفاعل مع بيركلورات الأمونيوم ويُطلق الأمونيا في وجود الرطوبة. يجب حفظ التركيبة جافة. |
| أرجواني | مزيج من المركبات الحمراء والزرقاء | Sr+Cu | |
| أرجواني | مركبات الروبيديوم | Rb | نادر الاستخدام |
| فضي/أبيض | مسحوق الألومنيوم | ال | |
| فضي/أبيض | مسحوق المغنيسيوم | المغنيسيوم | |
| فضي/أبيض | مسحوق التيتانيوم | تي | |
| فضي/أبيض | كبريتيد الأنتيمون (III) | Sb 2 S 3 | |
| الأشعة تحت الحمراء | نترات السيزيوم | CsNO 3 | خطان طيفيان قويان عند 852.113 نانومتر و894.347 نانومتر |
| الأشعة تحت الحمراء | نترات الروبيديوم | RbNO 3 |
الأنواع المشعة
على الرغم من العدد الكبير من مانحات أيونات المعادن، إلا أنها لا تُستخدم إلا في تكوين عدد قليل من الأنواع الذرية والجزيئية المفيدة كمصادر للضوء. [ 2 ]
في كثير من الحالات، يجب إضافة مانحات الكلور من أجل الحصول على ألوان عميقة بما فيه الكفاية، حيث يجب توليد جزيئات الانبعاث المطلوبة.
بعض المواد الباعثة للألوان ذات طبيعة ذرية (مثل الليثيوم والصوديوم). وجود الكلور، وتفاعله مع أحادي الكلوريد، قد يؤثر سلبًا على نقاء لونها أو شدته.
عند درجات الحرارة العالية، تتأين الذرات. وتختلف أطياف انبعاث الأيونات عن أطياف انبعاث الذرات المتعادلة؛ فقد تُصدر الأيونات إشعاعًا في نطاقات طيفية غير مرغوب فيها. على سبيل المثال، يُصدر أيون الباريوم (Ba +) إشعاعًا في نطاق الأطوال الموجية الزرقاء. ويمكن كبح التأين بإضافة معدن أسهل تأينًا وله انبعاث مرئي ضعيف خاص به، مثل البوتاسيوم؛ إذ تعمل ذرات البوتاسيوم حينها كمانحة للإلكترونات، مُعادلةً أيونات الباريوم. [ 3 ]
يُعرف اللون الأزرق بصعوبة إنتاجه في الألعاب النارية، إذ يتطلب الأمر تسخين مركبات النحاس عند درجة حرارة محددة للحصول على الدرجة المثلى من اللون الأزرق. ولذلك، يُعتبر اللون الأزرق الداكن والغني عادةً علامة على خبرة صانع الألعاب النارية.
يجب توخي الحذر لتجنب تكوّن الجسيمات الصلبة في منطقة اللهب، سواء أكانت أكاسيد معدنية أم كربون؛ إذ تُصدر الجسيمات الصلبة المتوهجة إشعاع الجسم الأسود الذي يُسبب بهتان الألوان. تُؤدي إضافة الألومنيوم إلى رفع درجة حرارة اللهب، ولكنها تُؤدي أيضًا إلى تكوّن جسيمات صلبة متوهجة من أكسيد الألومنيوم والألومنيوم المنصهر. يُقلل المغنيسيوم من هذا التأثير، ولذلك فهو أنسب للهب الملون؛ فهو أكثر تطايرًا من الألومنيوم، ومن المرجح أن يكون موجودًا على شكل أبخرة أكثر من كونه جسيمات. يُمكن تثبيط تكوّن جسيمات أكسيد المغنيسيوم الصلبة بوجود أول أكسيد الكربون، إما عن طريق توازن الأكسجين السلبي في التركيبة بوجود الوقود العضوي، أو بإضافة الملون على شكل أكسالات، والتي تتحلل إلى ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون؛ يتفاعل أول أكسيد الكربون مع جسيمات أكسيد المغنيسيوم لإنتاج المغنيسيوم الغازي وثاني أكسيد الكربون الغازي.
| لون | باعث | الأطوال الموجية | ملحوظات |
|---|---|---|---|
| أصفر | الصوديوم ( خط D ) | 589 نانومتر | قوي جدًا، يطغى على الألوان الأخرى، تجنب التلوث |
| البرتقالي | Ca Cl ( الأشرطة الجزيئية ) | الأكثر كثافة: 591-599 نانومتر و603-608 نانومتر، وغيرها | |
| أحمر | Sr Cl (الأشرطة الجزيئية) | أ: 617-623 نانومتر ب: 627-635 نانومتر ج: 640-646 نانومتر | تميل أنواع SrCl إلى التأكسد إلى SrO الأقل استحسانًا؛ لذلك عادةً ما تُصاغ التركيبات المحتوية على السترونتيوم لتكون ناقصة الأكسجين. [ 3 ] |
| أحمر | Sr OH (?) (أشرطة جزيئية) | 600-613 نانومتر | |
| أحمر | الليثيوم (خطوط الطيف الذري) | ||
| أخضر | Ba Cl (الأشرطة الجزيئية) | أ: 511-515 نانومتر ب: 524-528 نانومتر د: 530-533 نانومتر | تظهر أيضًا خطوط هيدروكسيد الباريوم (BaOH) وأكسيد الباريوم (BaO)، حيث تُصدر انبعاثات صفراء وخضراء مصفرة (487، 512، 740، 828، و867 نانومتر لهيدروكسيد الباريوم، و549، 564، 604، و649 نانومتر لأكسيد الباريوم). وتكون خطوط هيدروكسيد الباريوم أقوى بكثير من خطوط أكسيد الباريوم. في غياب الكلور، لا تظهر خطوط كلوريد الباريوم، ولا يظهر سوى خطوط هيدروكسيد الباريوم وأكسيد الباريوم. يميل مركب BaCl إلى التأكسد إلى BaO الأقل ملاءمة؛ لذا تُصاغ المركبات المحتوية على الباريوم عادةً بنقص في الأكسجين. يُعد وجود أيونات Ba + غير مرغوب فيه، لأنها تُصدر إشعاعًا في المنطقة الزرقاء عند 455.4 نانومتر. يمكن إضافة البوتاسيوم لكبح تأين الباريوم، لأنه يتأين بسهولة أكبر ويعمل كمانح للإلكترونات لأيونات الباريوم. [ 3 ] |
| أزرق | Cu Cl (الأشرطة الجزيئية) | عدة نطاقات شديدة الكثافة بين 403-456 نانومتر، وأقل كثافة عند 460-530 نانومتر | يؤدي انخفاض طاقة تفكك مركبات النحاس إلى وجود ذرات نحاس حرة في اللهب، تُصدر انبعاثًا ضعيفًا باللون الأخضر (خطوط بين 325 و522 نانومتر). في وجود الكلور، يتكون كلوريد النحاس (CuCl)، الذي يُصدر انبعاثًا قويًا باللون الأزرق. عند درجات حرارة أعلى، يتفكك كلوريد النحاس (CuCl) وتظهر خطوط النحاس الذري في الطيف؛ كما يتكون أكسيد النحاس (CuO) وهيدروكسيد النحاس (CuOH)، حيث يُصدر هيدروكسيد النحاس (CuOH) نطاقات جزيئية عند اللون الأخضر المصفر (535-555 نانومتر) وعند اللون البرتقالي المحمر (580-655 نانومتر). لذلك، يُعد التحكم الدقيق في درجة الحرارة ضروريًا للمركبات التي تحترق باللون الأزرق. |
| الأشعة تحت الحمراء | جزيئات الكربون | إشعاع الجسم الأسود | للحصول على خرج جيد للأشعة تحت الحمراء واسعة النطاق، يلزم استخدام مركبات تولد حرارة عالية وجزيئات كربون كثيرة. يجب أن تكون درجة حرارة الاحتراق أقل من درجة حرارة احتراق المركبات المضيئة في نطاق الضوء المرئي. تعتمد شدة الإشعاع المنبعث على معدل الاحتراق. يمكن رفع درجة الحرارة بإضافة المغنيسيوم . يُعد تركيب المغنيسيوم/التفلون/الفيتون شائعًا في مشاعل التمويه الصاروخية . [ 4 ] |
| الأشعة تحت الحمراء | ثاني أكسيد الكربون (الأشرطة الجزيئية) | معظمها 4300 نانومتر | يتم إنتاجه بواسطة أنواع الوقود المحتوية على الكربون. |
| الأشعة تحت الحمراء | خطوط الطيف الذري للسيزيوم | خطان طيفيان قويان عند 852.113 نانومتر و894.347 نانومتر | يُستخدم في تركيبات الإضاءة بالأشعة تحت الحمراء. ويتم تجنب استخدام المعادن في هذه التركيبات لمنع تكوّن جزيئات ساطعة تشع ضوءًا مرئيًا. [ 5 ] |
| الأشعة تحت الحمراء | الروبيديوم (خطوط الطيف الذري) | الخطوط الطيفية في الأشعة تحت الحمراء القريبة | يُستخدم في تركيبات الإضاءة بالأشعة تحت الحمراء، ولكن بشكل أقل شيوعاً من السيزيوم. |
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ بي جيه كوسانكي وآخرون. كيمياء الألعاب النارية. المجلد 4 من سلسلة المراجع الخاصة بالألعاب النارية ، مجلة الألعاب النارية، 2004 ISBN 1889526150، ص 30
- ↑ "فيزياء الألعاب النارية الملونة" . Cc.oulu.fi. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-03-2010 .
{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link ) - 1 2 3 مايكل س. راسل، كيمياء الألعاب النارية ، الجمعية الملكية للكيمياء، 2009، رقم ISBN 0-85404-127-3، ص 85
- ↑ جاي براكاش أغراوال، مواد عالية الطاقة: مواد دافعة ومتفجرات وألعاب نارية ، وايلي-في سي إتش، 2010، رقم ISBN 3-527-32610-3، ص 349
- ↑ بي جيه كوسانكي وآخرون. كيمياء الألعاب النارية ، مجلة الألعاب النارية، 2004 ISBN 1889526150، ص 58
روابط خارجية
الوسائط المتعلقة بملونات الألعاب النارية على ويكيميديا كومنز
- ملونات الألعاب النارية
