בימיה הראשונים של ארצות הברית, ג'ון אדמס כתב לאשתו אביגיל על חגיגת העצמאות, "זה צריך להיות חגיגי עם פומפ ומצעד, עם רשימות, משחקים, ספורט, אקדחים, פעמונים, מדורות והארות מקצה אחד של יבשת זו לאחרת מהזמן הזה קדימה לנצח יותר. " "מדורות והארות" מתייחס ישירות למה שאנחנו מכירים כתצוגות פירוטכניקה וזיקוקים.
אני כימאי וגם נשיא חברת הגילדה הפירוטכנית, ארגון שמקדם שימוש בטוח בזיקוקים ושימוש בהם כאן בארה"ב כדי לחגוג את יום העצמאות ופסטיבלים אחרים לאורך כל השנה. ככימאי, ומי שמוביל הפגנות לתלמידי כימיה, אני מחשיב זיקוקים כדוגמה נהדרת לתגובות בעירה שמייצרות אש צבעונית. אולם המצאת זיקוקים צבעוניים היא יחסית יחסית ולא כל הצבעים קלים לייצור.
היסטוריה מוקדמת של זיקוקים
חזיזים הומצאו לראשונה באופן סרנדי על ידי הסינים בשנת 200 לפני הספירה. אך רק כעבור אלף שנה פיתחו האלכימאים הסיני זיקוקים בשנת 800 A.D. זיקוקי דינור מוקדמים אלו היו ברובם מרקחות בהירות ורועשות שנועדו להפחיד רוחות רעות - לא את הפיצוצים הצבעוניים והמבוקרים שאנו רואים כיום. העבר קדימה אלפי שנים נוספות והאיטלקים הבינו כיצד להוסיף צבע על ידי החדרת אלמנטים שונים לתערובת הדליקה. הוספת האלמנט סטרונציום לתערובת פירוטכנית צבעונית מייצרת להבה אדומה; נחושת, כחול; בריום, ירוק; ונתרן לצהוב.
יותר מדי או מעט מדי מכימיקלים מבצעים שינויים משמעותיים בטמפרטורה ובכך אורך הגל של הצבע שנראה. התערובת הנכונה של כימיקלים בעת הצתה מייצרת מספיק אנרגיה כדי לעורר אלקטרונים בכדי להוציא צבעי אור שונים.
למרות שהכימיה של הצבעים האלה אינה חדשה, נראה שכל דור מתלהב מהצבעים המפוזרים על פני השמים. יש לנו מגוון רחב של צבעי להבה: אדום, ירוק, כחול, צהוב, סגול, וריאציות של אלה.
כל צבע עובד באותה צורה. כאשר אלמנטים שונים נדלקים הם משחררים אורכי גל שונים של אור המתורגמים כצבעים שונים.
הכנת זיקוקים כחולים מושלמים
לא כל צבעי הזיקוקים קלים ליצור באותה מידה. אני מאמין שכמה מעמיתיי למחקר ופיתוח פירוטכני יסכימו איתי שכחול הוא הצבע הקשה ביותר לייצור.
הסיבה לכך היא ששמי הערב הם בגוון של כחול, מה שאומר שרוב הכחולים לא מופיעים גם כן. אם אתה מנסה להפוך את הכחול לבהיר יותר בניגוד לרקע הוא יכול להיראות שטוף. האיזון הנכון של נחושת וכימיקלים אחרים בתגובה הלהבה או בעירה מייצרים את הלהבה בצבע הכחול הטוב ביותר בזיקוקי אש.
לקחתי זאת בחשבון כשניסיתי ליצור את צבע הלהבה הכחולה הטובה ביותר, שאני מכנה תיבת הגלולה כחולה. הוא פשוט מספיק בהיר כדי להתבלט מול שמי הלילה אך עדיין כחול עשיר. יש לי מעל 20 נוסחאות פירוטכניות כחולות ומצאתי אחת שמתקרבת מאוד לגוון החמקמק הזה.
קושי נוסף ביצירת צבע כחול עז הוא שהכימיה אינה פשוטה. זה דורש שילוב של כמה כימיקלים ונחושת האלמנט. כאשר הנחושת מתלקחת, האלקטרונים המקיפים את אטומי הנחושת מתרגשים ונמרצים באש. כאשר האלקטרונים משחררים אנרגיה זו, היא נראית למתבוננים כאור כחול. כל צבע עובד באותה צורה. כאשר אלמנטים שונים נדלקים הם משחררים אורכי גל שונים של אור המתורגמים כצבעים שונים. אז כשרואים נקודות אור בצבע כחול יוצרות דפוס בשמי הלילה, אתה באמת רואה אלקטרונים נרגשים שמשחררים אנרגיה כאור כחול.
פול א. סמית ', מפגין הרצאות לכימיה, אוניברסיטת פרדו
