化学老师解密烟花中的焰色反应

燃放烟花爆竹可以增加节日的喜庆气氛，爆竹的主要成分是什么?烟花在空中爆炸时，为什么会绽放出五彩缤纷的火花?

爆竹中的化学

　　中国民间有“开门爆竹”一说。即在新的一年春节到来之际，家家户户开门的第一件事就是燃放爆竹，以“噼里啪啦”的爆竹声除旧迎新。春节燃放爆竹的同时，民间还喜欢放烟花。烟花没有爆竹清脆的声响，但却有变幻无穷、色彩纷呈的图案。绚丽多彩的烟花与声声爆竹相辉映，将节日的夜空装点得热闹非凡。

　　我国人民燃放烟花爆竹已有二千多年历史。每逢喜庆日子，人们为了增加节日的欢乐气氛，燃放烟花爆竹。

　　爆竹的主要成分是什么?烟花在空中爆炸时，为什么会绽放出五彩缤纷的火花?燃放烟花爆竹可以增加节日的喜庆气氛，但是近几年来，我国许多大、中城市相继做出禁止燃放烟花爆竹的决定。这是为什么呢?

　　爆竹的主要成分是黑火药，含有硫磺、木炭粉、硝酸钾，有的还含有氯酸钾。制作烟花时是在火药中按一定配比加入镁、铝、锑等金属粉末和锶、钡、钠等金属化合物制成的。由于不同的金属和金属离子在燃烧时会呈现出不同的颜色，所以烟花在空中爆炸时，便会绽放出五彩缤纷的火花。例如，铝镁合金燃烧时会发出耀眼的白色光;硝酸锶和锂燃烧时会发出红色光;硝酸钠燃烧时会发出黄色光;硝酸钡燃烧时则会发出绿色光。

　　当烟花爆竹点燃后，木炭粉、硫磺粉、金属粉末等在氧化剂的作用下，迅速燃烧，产生二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等气体及金属氧化物的粉尘，同时产生大量光和热、而引起鞭炮爆炸。纸屑、烟尘及有害气体伴随着响声及火光，四处飞扬，使燃放现场硝烟弥漫，硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物等严重污染空气。这些气体对人的呼吸道及眼睛都有刺激作用。燃放鞭炮不仅污染空气，飞扬的纸屑、烟尘落在地面上，还会影响清洁卫生。同时爆炸声如雷贯耳，据测定单个闪光雷爆炸时，其噪声至少在130分贝(dbA)以上，成为噪声公害。此外，每逢春节，由于燃放鞭炮而引起火灾，炸伤手臂、面部或眼睛的事故屡见不鲜。因此，禁止燃放烟花爆竹，对于保护环境，维护人民的正常生活秩序，都是十分有利的。

五彩缤纷的烟花

　　过春节时，家家户户都喜欢烟花。烟花是由筒壳体(纸、塑料、薄金属片等材料制成)，烟火剂，封口物质，附件(如尾翼底座、横担、轴、杆)，点火装置(如引线、擦火板、电点火头等)组成。它利用烟火剂燃烧或爆炸时产生的光、色、音响、气动、发烟等效应，使烟花成为一种供观赏品。

　　烟花是在火药(主要成分为硫黄、炭粉、硝酸钾等)中按一定配比加入镁、铝、锑等金属粉末和锶、钡、钠等金属化合物制成的。由于不同的金属和金属离子在燃烧时会呈现出不同的颜色(即“焰色反应”)，所以烟花在空中爆炸时，便会绽放出五彩缤纷的火花。例如，铝镁合金燃烧时会发出耀眼的白色光;硝酸锶和锂燃烧时会发出红色光;硝酸钠燃烧时会发出黄色光;硝酸钡燃烧时则会发出绿色光。

　　除了金属和金属化合物外，人们还会在烟花里加入不同剂量的氧化剂、助光剂和黏合剂。氧化剂在燃烧时会产生大量氧气，起到助燃和使烟花颜色更加鲜艳的作用;助光剂能大大提高烟花的亮度;黏合剂则用来将粉末状的化合物组成大小不一的光剂颗粒。如果把这些颗粒按一定的规则排列，就可以制成不同图案的烟花。如“向阳花”中间一圈放上发黄色光的颗粒，周围放上发绿色光的颗粒，到天空爆炸后，就会形成一朵绿叶扶衬的向日葵，美丽极了。

　　烟花的颜色是由于不同金属灼烧，发生焰色反应颜色不同造成的。烟花是利用各种金属粉末在高热中燃烧而构成各种夺目的色彩的。使用不同金属就能产生不同效果，发出不同颜色的光芒。

　　焰色反应：

　　钠(Na)：黄 锂(Li)：紫红 钾(K)：浅紫 铷(Rb)：紫

　　铯(Cs)：紫红 钙(Ca)：砖红色 锶(Sr)：洋红 铜(Cu)：绿

　　钡(Ba)：黄绿

　　烟花爆竹的种类

　　按燃烧效果不同，可将烟花产品分为以下九类：

　　(1)喷花类：燃放时以喷射火苗、火花为主的产品;

　　(2)旋转类：燃放时烟花主体自身旋转的产品

　　(3)升空类：燃放时，由定向器定向升空的产品;

　　(4)吐珠类：从同一筒体有规律地发射多珠的产品;

　　(5)线香类：用装饰纸或薄纸筒裹装烟火药或在铁丝、竹杆、纸片上涂敷烟火药形成的线香状产品;

　　(6)地面礼花类：放置在地面，从筒体内发射并在空中爆发出焰药效果的产品;

　　(7)烟雾类：产生烟雾效果为主的产品;

　　(8)造型玩具类：产品外壳制成多种形状，燃烧时或燃烧后能模仿所造形象或动作的产品;

　　(9)小礼花弹类(直径不大于38mm)：弹体从发射管中发射到空中后，能爆发出各种花型图案或其他效果的产品。