FyrværkeriKrudt- og fyrværkerikemi s 41-75

Tom Sillesen

Fyrværkeriets historie

• År 1000Primitivt kinesisk fyrværkeri• År 1300Italiensk fyrværkeri• År 1500Store fyrværkerishows i kongehuse f.x. • År 1600Zar Peter den store indfører nytårs-

fyrværkeriet• År 1700Adelige fester

- Oplysningstiden (Folket går fra pøbel til ressource, demokratisering og folkelig-gørelse af viden).

- Den kemiske revolution

• År 1786Berthollet opdager kaliumchlorat (KClO3) • År 1800Fyrværkeri ved menigmands fester

(nytårsaften)

Den kemiske revolution

1770-1789 (Lavoisier, Berthollet)

• Flogiston-teori Ny forbrændingsteori• Ny syreteori• Ny gasteori• Princip om massebevarelse• Ny grundstof definition• Ny nomenklatur• Nyt apparatur• Nye teknikker

Kendte fyrværkerier i DK

• Frederik d. 2. kroning i 1559.• Christian d. 4.´s kroning i 1596

(80.000 stk.!).• Christian VIIs kroning og giftemål i 1766.• Enkedronning Juliane Maries 43 års

fødselsdag i Frederiksberg Have i 1772.• Tivolis første fyrværkeri i 1843.• Tivolis 150 års dag

(1.000 stk.)

Fyrværkeri før 1700

• Raketter• Fontæner• Kinesere• Sværmere

Alt uden farver

Fyrværkeri omkring 1700

• Stadig urene kemikalier

• Uklar Grøn farvesats kobbersalte)• Guldfunker (jernspåner)

Farvesatser i oplysningstiden• Berthollet opdager kaliumchlorat

(KClO3) i 1786.

• Meget bedre oprensning af kemikalier• Herefter klare farver i fyrværkeri• Strontium- , lithiumforbindelser RØD• Bariumforbindelser GRØN• Natriumforbindelse GUL

Claude-Louis Berthollet

KClO3

• FORDELEEr et godt oxidationsmiddelEr ikke hygroskopiskTilføjer Cl til satsen (farver kan dannes)Sænker forbrændingstemperaturen

• ULEMPERSænker antændelsestemperaturenDestabiliserer satsen (meget

gnidningsfølsom)

Ekstra i 1800-tallet

• Hvidt lys MAGNESIUM, ALUMINIUM

f.x. blitzlys

• Hvide gnister (f.x. sølvfunker)

Forudsætninger for farver i fyrværkeri

• Temperatur høj nok til at eksitere elektroner

• Temperatur lav nok til at molekyler er stabile (KClO3)

• Få slørende faste partikler i røgen

Ionforbindelser (salte)

• Sr2+ + 2 Cl- SrCl2

• Normalt : BaCl2, SrCl2 , CuCl2, CaCl2

• I flammen (1800 oC) : BaCl, SrCl , CuCl, CaCl

Farver i fyrværkeri

• Gul Atomar emission fra Na

• Rød Molekylær emission fra SrCl• Grøn Molekylær emission fra BaCl• Blå Molekylær emission fra CuCl• Violet?

• Orange Molekylær emission fra CaCl(desværre er mange Ca-forbindelser hygroskopiske)Hvad så?

Farvesatser

• FARVESATS:1. Metalion2. Brændsel3. Noget der leverer Cl-atomer4. Oxidationsmiddel

• 1. Metalion f.x. Ba(NO3)2 Sr(NO3)2

• 2. Brændsel (f.x. svovl, laktose)• 3. F.x. KClO3 der indeholder Cl, så BaCl eller SrCl

kan dannes i flammen• 4. KClO3 Ba(NO3)2 Sr(NO3)2 virker samtidig som

oxidationsmiddel

Moderne satser

• Reduktionsmidler (brændsler)- ikkemetaller (svovl, carbon, organiske stoffer som laktose, plast f.x. PVC m.m.)- metaller (Mg, Al, Fe, Zn, Zr, Ti)

• Oxidationsmidler (leverer O2 til forbrændingen)

- Nitrater KNO3, NaNO3, Ba(NO3)2, Sr(NO3)2)

- Chlorater (KClO3,NaClO3,Ba(ClO3)2)

- Perchlorater (KClO4, NH4ClO4)

- Oxider (Fe2O3,MnO2)

Farver i fyrværkeri

• http://scifun.chem.wisc.edu/CHEMWEEK/fireworks/fireworks.htm

Andre fyrværkerieffekterOprindeligt skræmmeeffekter.I dag:• Lysudsendelse (f.x. nødblus)• Varmeudsendelse (f.x. termit)• Røgudsendelse (f.x. røgbomber, scenerøg)• Lydeffekter (f.x. brag, hyl)• Bevægelse (f.x. rumfærger)• Antændelse (f.x. lunter, tændsatser,tændstikker)

Fyrværkeri-anatomi

• Raketten