Tous les feux d'artifice ne sont pas créés égaux. Par exemple, il y a une différence entre un pétard et un cierge magique: le but d'un pétard est de créer une explosion contrôlée; un cierge magique, d'autre part, brûle sur une longue période de temps (jusqu'à une minute) et produit une pluie brillante d'étincelles.
Chimie Sparkler
Un cierge magique se compose de plusieurs substances:
- Un oxydant
- Un carburant
- Fer, acier, aluminium ou autre poudre métallique
- Un liant combustible
En plus de ces composants, des colorants et des composés peuvent également être ajoutés pour modérer la réaction chimique. Souvent, le charbon de bois et le soufre sont des combustibles pyrotechniques, ou les cierges magiques peuvent simplement utiliser le liant comme combustible. Le liant est généralement du sucre, de l'amidon ou de la gomme laque. Le nitrate de potassium ou le chlorate de potassium peuvent être utilisés comme oxydants. Les métaux sont utilisés pour créer les étincelles. Formules Sparkler peut être assez simple. Par exemple, un cierge magique peut être composé uniquement de perchlorate de potassium, de titane ou d'aluminium et de dextrine.
Maintenant que vous avez vu la composition d'un cierge magique, examinons comment ces produits chimiques réagissent les uns avec les autres.
Oxydants
Les oxydants produisent de l'oxygène pour brûler le mélange. Les oxydants sont généralement des nitrates, des chlorates ou des perchlorates. Les nitrates sont constitués d'un ion métallique et d'un ion nitrate. Les nitrates renoncent à 30% de leur oxygène pour produire des nitrites et de l'oxygène. L'équation résultante pour le nitrate de potassium ressemble à ceci:
2 KNO3(solide) → 2 KNO2(solide) + O2(gaz)
Les chlorates sont constitués d'un ion métallique et de l'ion chlorate. Les chlorates abandonnent tout leur oxygène, provoquant une réaction plus spectaculaire. Cependant, cela signifie également qu'ils sont explosifs. Un exemple de chlorate de potassium céder son oxygène ressemblerait à ceci:
2 KClO3(solide) → 2 KCl (solide) + 3 O2(gaz)
Les perchlorates contiennent plus d'oxygène, mais sont moins susceptibles d'exploser à la suite d'un impact que les chlorates. Le perchlorate de potassium donne son oxygène dans cette réaction:
KClO4(solide) → KCl (solide) + 2 O2(gaz)
Les agents réducteurs
Les agents réducteurs sont le carburant utilisé pour brûler l'oxygène produit par les oxydants. Cette combustion produit du gaz chaud. Des exemples d'agents réducteurs sont le soufre et le charbon de bois, qui réagissent avec l'oxygène pour former du dioxyde de soufre (SO2) et de dioxyde de carbone (CO2), respectivement.
Régulateurs
Deux agents réducteurs peuvent être combinés pour accélérer ou ralentir la réaction. De plus, les métaux affectent la vitesse de la réaction. Les poudres métalliques plus fines réagissent plus rapidement que les poudres grossières ou les flocons. D'autres substances, comme la farine de maïs, peuvent également être ajoutées pour réguler la réaction.
Liants
Les liants maintiennent le mélange ensemble. Pour un cierge magique, les liants courants sont la dextrine (un sucre) humidifiée par l'eau ou un composé de gomme laque humidifié par l'alcool. Le liant peut servir d'agent réducteur et de modérateur de réaction.
Comment fonctionne un Sparkler?
Mettons tout cela ensemble. Un cierge magique se compose d'un mélange chimique qui est moulé sur un bâton ou un fil rigide. Ces produits chimiques sont souvent mélangés à de l'eau pour former une suspension qui peut être appliquée sur un fil (par trempage) ou versée dans un tube. Une fois le mélange sec, vous avez un cierge magique. De la poussière ou des flocons d'aluminium, de fer, d'acier, de zinc ou de magnésium peuvent être utilisés pour créer des étincelles brillantes et chatoyantes. Les flocons de métal chauffent jusqu'à ce qu'ils soient incandescents et brillent brillamment ou, à une température suffisamment élevée, brûlent réellement. Parfois, les cierges magiques sont appelés boules de neige en référence à la boule d'étincelles qui entoure la partie brûlante du cierge magique.
Une variété de produits chimiques peut être ajoutée pour créer des couleurs. Le carburant et l'oxydant sont proportionnés, ainsi que les autres produits chimiques, de sorte que cierge magique brûle lentement plutôt que d'exploser comme un pétard. Une fois qu'une extrémité du cierge est allumée, il brûle progressivement à l'autre extrémité. En théorie, l'extrémité du bâton ou du fil est appropriée pour le soutenir pendant la combustion.
Rappels importants de Sparkler
De toute évidence, les étincelles tombant en cascade d'un bâton brûlant présentent un risque d'incendie et de brûlure; moins évidemment, les cierges magiques contiennent un ou plusieurs métaux, de sorte qu'ils peuvent présenter un danger pour la santé. Les cierges magiques ne doivent pas être brûlés sur des gâteaux comme des bougies ou autrement utilisés d'une manière qui pourrait entraîner la consommation de cendres. Alors, utilisez des cierges magiques en toute sécurité et amusez-vous!