Nieuwe

De chemie achter hoe wonderkaarsen werken

De chemie achter hoe wonderkaarsen werken

Alle vuurwerk is niet gelijk gemaakt! Er is bijvoorbeeld een verschil tussen een knaller en een sterretje. Het doel van een knaller is om een ​​gecontroleerde explosie te creëren. Een sparkler daarentegen brandt gedurende een lange periode (tot een minuut) en produceert een briljante douche van vonken. Soms worden sterretjes 'sneeuwballen' genoemd in verwijzing naar de bal van vonken die het brandende deel van het sterretje omringt.

Sparkler Chemistry

Een sterretje bestaat uit verschillende stoffen:

  • Een oxidatiemiddel
  • Een brandstof
  • IJzer, staal, aluminium of ander metaalpoeder
  • Een brandbaar bindmiddel

Naast deze componenten kunnen ook kleurstoffen en verbindingen om de chemische reactie te matigen worden toegevoegd. Vuurwerkbrandstof is vaak houtskool en zwavel. Sterretjes kunnen het bindmiddel gewoon als brandstof gebruiken. Het bindmiddel is meestal suiker, zetmeel of schellak. Kaliumnitraat of kaliumchloraat kunnen als oxidatiemiddelen worden gebruikt. Metalen worden gebruikt om de vonken te creëren. Sparkler-formules kunnen vrij eenvoudig zijn. Een sterretje kan bijvoorbeeld alleen bestaan ​​uit kaliumperchloraat, titanium of aluminium en dextrine.

Nu je de samenstelling van een sterretje hebt gezien, laten we eens kijken hoe deze chemicaliën met elkaar reageren:

Oxidatiemiddelen

Oxidatiemiddelen produceren zuurstof om het mengsel te verbranden. Oxidatiemiddelen zijn meestal nitraten, chloraten of perchloraten. Nitraten bestaan ​​uit een metaalion en een nitraation. Nitraten geven 1/3 van hun zuurstof op om nitrieten en zuurstof op te leveren. De resulterende vergelijking voor kaliumnitraat ziet er als volgt uit:

2 KNO3(vast) → 2 KNO2(vast) + O2(gas)

Chloraten bestaan ​​uit een metaalion en het chloraation. Chloraten geven al hun zuurstof op, wat een spectaculairdere reactie veroorzaakt. Dit betekent echter ook dat ze explosief zijn. Een voorbeeld van kaliumchloraat dat zijn zuurstof afgeeft, ziet er zo uit:

2 KClO3(vast) → 2 KCl (vast) + 3 O2(gas)

Perchloraten bevatten meer zuurstof maar exploderen minder snel als gevolg van een impact dan chloraten. Kaliumperchloraat geeft zijn zuurstof af in deze reactie:

KClO4(vast) → KCl (vast) + 2 O2(gas)

Agenten verminderen

De reductiemiddelen zijn de brandstof die wordt gebruikt om de door de oxidatiemiddelen geproduceerde zuurstof te verbranden. Deze verbranding produceert heet gas. Voorbeelden van reductiemiddelen zijn zwavel en houtskool, die reageren met de zuurstof om zwaveldioxide te vormen (SO2) en kooldioxide (CO2) respectievelijk.

Regulators

Twee reductiemiddelen kunnen worden gecombineerd om de reactie te versnellen of te vertragen. Ook hebben metalen invloed op de reactiesnelheid. Fijnere metaalpoeders reageren sneller dan grove poeders of schilfers. Andere stoffen, zoals maïsmeel, kunnen ook worden toegevoegd om de reactie te reguleren.

Binders

Bindmiddelen houden het mengsel bij elkaar. Voor een sterretje zijn gewone bindmiddelen dextrine (een suiker) bevochtigd met water of een schellakverbinding bevochtigd met alcohol. Het bindmiddel kan als reductiemiddel en als reactiemoderator dienen.

Hoe werkt een sterretje?

Laten we het allemaal samenbrengen: een sterretje bestaat uit een chemisch mengsel dat op een stijve stok of draad is gegoten. Deze chemicaliën worden vaak gemengd met water om een ​​slurry te vormen die op een draad kan worden gecoat (door dompelen) of in een buis kan worden gegoten. Zodra het mengsel droogt, heb je een sterretje. Aluminium, ijzer, staal, zink of magnesiumstof of schilfers kunnen worden gebruikt om de heldere, glinsterende vonken te creëren. De metaalschilfers worden warm totdat ze gloeien en helder schijnen of, bij een voldoende hoge temperatuur, zelfs branden.

Er kunnen verschillende chemicaliën worden toegevoegd om kleuren te creëren. De brandstof en oxidator zijn proportioneel, samen met de andere chemicaliën, zodat het sterretje langzaam brandt in plaats van explodeert als een knaller. Zodra het ene uiteinde van het sterretje is ontstoken, brandt het geleidelijk aan het andere uiteinde. In theorie is het uiteinde van de stok of draad geschikt om deze tijdens het branden te ondersteunen.

Belangrijke Sparkler-herinneringen

Het is duidelijk dat vonken die van een brandende stok afvallen, brand en brandgevaar opleveren. Minder vanzelfsprekend bevatten sterretjes een of meer metalen om de vonken en alle kleuren te creëren, zodat ze een gezondheidsrisico kunnen vormen. Ze mogen bijvoorbeeld niet op cakes als kaarsen worden verbrand of op een andere manier worden gebruikt die kan leiden tot het verbruik van de as. Dus gebruik sterretjes veilig en veel plezier!