从化学角度分析烟花绽放的原理,烟花的原理和讲解

每到春节等重大节日的时候，总少不了烟花爆竹的踪影。绚丽的烟花和欢乐爆竹声，给节日增添了热闹的氛围。那么烟花口哨般的biubiu声和绚丽的颜色是怎么产生的？让我们从化学角度来分析烟花绽放的原理吧！

一、烟花的成分

烟花爆竹的结构类似，都包含黑火药和药引。黑火药的成分有硫黄、木炭粉、硝酸钾、氯酸钾等。同时，制作烟花的过程中还会加入一些发光剂和发色剂能够使烟花放出五彩缤纷的颜色。

发光剂是金属镁或金属铝的粉末。当这些金属燃烧时，会发出白炽的强光，而发色剂是一些金属化合物。例如制作闪光雷、电光炮、烟花炮、彩色焰火时，还要加入镁粉、铁粉、铝粉、锑粉及无机盐。

由于环保理念的普及，许多生产商已经改良了烟花爆竹的成分。

首先，很多烟花爆竹配方中不再采用含有重金属和硫元素的物质，从而减少了二氧化硫和其他硫化物的生成；其次，生产商减少了金属粉的用量，基本使用有机物作为可燃物，从而减少金属粉燃烧后产生的可吸入颗粒物；此外，生产商还通过改变氧化剂和可燃物的量来改变系统的氧平衡和燃烧温度，控制燃烧反应。

二、烟花为什么是五颜六色的？

不同种类的金属化合物在燃烧时，会发放出不同颜色的光芒。氯化钠和硫酸钠都属于钠的化合物，它们在燃烧时便会发出金黄色火焰。同理，硝酸钙和碳酸钙在燃烧时会发出砖红色火焰。在化学上，常常会运用以上结果来测试物质中所含的金属，这类型的实验就称为焰色实验(flame test)，也叫作焰色反应。

根据产生焰色效应的原理，就可以制成各种颜色的火焰，其办法即是在烟花药品剂中，加入一些能使药剂燃烧时火焰能被染成需要颜色的物质。例如：红色火焰是利用氯化锶的分子辐射光谱；绿色的火焰是氯化铜的火焰颜色，黄绿色火焰是利用氯化钡、氧化钡的分子辐射光谱，橙色和紫色火焰则是利用光谱色混合规律而创造出来的，用红色光和黄色光可配成橙色光；用红色光和兰色光可配制成紫色光。

采用这些燃烧后能产生有火焰的药剂，可制成各种色彩鲜艳的发光体（如药柱、药球、药粒），可制成一面旋转一面喷花的转花；可制成被点燃后连续射出各种色彩球的魔术棍；可制成在空中构成非常鲜艳无比、变化无穷的各式各样的花形图案等等。

三、烟花爆炸时为什么会有biubiu声

事实上，某些烟花药剂在某种容器中被点燃后，有的由燃烧转为爆燃会发出闪光的雷声；有的由于产生的气体从喷孔中喷出，会发出悦耳的哨声或笛声；有的能产生类似鸟叫或嗡子声音，我们管这种现象称之为“声响效应”。

利用声响效应，可制造和设计出许多种烟花零部件和成品。如将黑火药系列的药剂装在两头压上泥塞的纸筒中，在药剂上再扦上一根引线，引燃后会产生悦耳的哨子声或笛子声；还比如将高氯酸钾和铝粉等混合后装在纸筒中，并封闭严实或用几层纸条缠紧成包状，用导火索点燃会产生爆炸声。

利用这些“声响效应”还可制成筒雷、包雷、嗡子、小鸟、哨子、笛子等部件，再采用这些部件又可以配成许多种大小烟花和空中礼花，如：小火箭的“响弹”、大型烟花的“百鸟齐鸣”、空中礼花的“雷鸣花开”等等。

四、烟花绽放时的其他化学反应

除了焰色反应、声响效应外，烟花绽放过程中还有其他化学反应：

气动效应：一些烟花绽放时会有如“钢花四射”、“彩轮飞舞”等喷射效果，这就涉及到气动效应。

气动效应就是指某些药剂燃烧后能产生大量的气体，能使纸制品旋转或升到空中，或连续喷出彩星，或连续射出烟花部件（如彩星、哨子等），或将壳体炸开。利用气动效应，人们可以制成不同烟花效果的喷花、射珠、旋转、火箭、升空等类型的烟花。

发烟效应：有些烟花在燃放时会有烟雾效果，这就涉及到发烟效应。是指在含有氧化剂、可燃剂和有机染料的烟花药剂中，由于燃烧时氧化剂和可燃剂反应放出热量，使有机染料直接升华成蒸气，并在大气中冷凝成为有色烟，这种现象我们就称为“发烟效应”。利用发烟效应，人们可制成各种颜色的烟云。比如加入酞青兰可获得兰色烟；加入烟雾红可获得红色烟；加入槐黄和次甲兰可获得绿色烟。

（作者：和卓琳）

科学性把关：北京市海淀区教师进修学校附属实验学校中学一级教师牟丹

来源：中国化工报

本文来自：中国数字科技馆

烟花的化学原理

其实和爆竹的大同小异，其结构都包含黑火药和药引。

点燃烟花后，类似以上提到的化学反应引发爆炸，而爆炸过程中所释放出来的能量，绝大部分转化成光能呈现出来。制作烟花的过程中加入一些发光剂和发色剂能够使烟花放出五彩缤纷的颜色。

烟花便是利用金属的这种特性制成的。

制作烟花的人经过巧妙的排列，决定燃烧的先后次序。这样，烟花引爆后，便能在漆黑的天空中绽放出鲜艳夺目、五彩缤纷的图案，这就是中学常讲的焰色反应。

不同种类的金属化合物在燃烧时，会发放出不同颜色的光芒。

举例说，氯化钠和硫酸钠都属于钠的化合物，他们在燃烧时便会发出金黄色火焰。同样道理，硝酸钙和碳酸钙在燃烧时会发出砖红色火焰。

在化学科，常常会运用以上结果来测试物质中所含的金属。这类型的实验称为焰色试验 (flame test)。

常见的焰色试验：

1、铝镁合金燃烧时会发出耀眼的白色光；

2、硝酸锶和锂燃烧时会发出红色光；

3、硝酸钠燃烧时会发出黄色光；

4、硝酸钡烧时则会发出绿色光。

烟花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。

金属化合物含有金属离子。当这些金属离子与氧分子发生剧烈反应时，会看到化合物燃烧发放出独特的火焰颜色。

为了保护环境，很多烟花爆竹配方中不采用含有重金属和硫元素的物质，从而减少了二氧化硫和其他硫化物的生成。

其次是减少了金属粉的用量，基本使用有机物作为可燃物，从而减少金属粉燃烧后产生的可吸入颗粒物。 

参考资料来源：百度百科-烟花

烟花原理是什么？

烟花原理是：

和爆竹的大同小异，其结构都包含黑火药和药引。点燃烟花后，类似以上提到的化学反应引发爆炸，而爆炸过程中所释放出来的能量，绝大部分转化成光能呈现出来。制作烟花的过程中加入一些发光剂和发色剂能够使烟花放出五彩缤纷的颜色。

烟花便是利用金属的这种特性制成的。制作烟花的人经过巧妙的排列，决定燃烧的先后次序。这样，烟花引爆后，便能在漆黑的天空中绽放出鲜艳夺目、五彩缤纷的图案，这就是中学常讲的焰色反应。

组成结构：

烟花其实和爆竹的结构类似，其结构都包含黑火药和药引。为了达到好的表演效果，焰火和礼花弹中填充了大量用于发射以及爆炸的火药，例如，一个直径为20厘米的礼花弹在发射后，要上升到大概200米的高空才会爆炸，而这些星星点点覆盖的半径大约可以有80米左右。

制作烟花的过程中还加入一些发光剂和发色剂能够使烟花放出五彩缤纷的颜色。发光剂是金属镁或金属铝的粉末。当这些金属燃烧时，会发出白炽的强光。发色剂其实只不过是一些金属化合物。