Огномети - Хемиски аспекти

    Уметноста на користење на смеси од хемикалии за да се добијат експлозиви е доста стара. Барутот кој е смеса од калиум нитрат, јаглен и сулфур бил користен во Кина околу 1000 пред нашата ера, и бил користен постојано низ вековите за производство на воени експлозиви, за уривање на објекти и за огномети. Фирмата Du Pont која сега е еден од најголемите производители на хемикалии во светот започнала со работа како произведител на барут. Всушност основачот на фирмата Eleuth еre Du Pont ја научил вештината на производство на барут токму од Lavoisier.

    Пред 19 век огнометите служеле главно за производство на ракети и петарди. Портокаловите и жолти бои се должат на присуството на јаглен и железните струготини. Како и да е со големиот напредок на хемијата во 19 век, нови соединенија си го нашле местото во производството на огномети. Солите на бакар, стронциум и бариум даваат прекрасни бои. Магнезиумот и алуминиумот даваат блескава бела светлина. Огнометите, воглавно многу малку се променети во поглед на структурата. 

    Како огнометие ги добиваат прекрасните бои и блескавите експлозија? Всушност, само неколку хемикалии се одговорни за сите овие ефекти. Да се произведе звукот и блесокот, се користат оксиданс и гориво. Слични смеси го вклучуваат KClO₄ како оксиданс и Al и S како гориво. KClO₄ го оксидира горивото со многу егзотермна реакција, која дава интензивен блесок, кој се должи на Al и на бука која се должи на брзата експанзија на гасот. За ефектите на бојата, се вклучени елементи кои имаат обоени емисиони спектри, бидејќи електроните од атомите можат да преминат на енергетски нивоа со повисока енергија кога апсорбираат зрачење. Возбудените атоми можат да ја ослободат оваа апсорбирана енергија преку емитирање на светлина со специфична бранова должина, најчесто од видливата област. Кај огнометите, енергијата која ги возбудува електроните доаѓа од реакцијата помеѓу оксидансот и горивото.

    Жолтата боја во огнометот се должи на емисијата на 589 nm од Na јони. Црвената боја доаѓа од стронциумовите соли емитирани на 606 nm и во интервалот од 636 до 688 nm. Оваа црвена боја е позната од црвените сигурносни обележја кои ги има покрај автопатите. Бариумовите соли ја даваат, зеленатa боја која е резултат на емисија на енергија со бранова должина помеѓу 505 и 535 nm. Многу убава сина боја, е многу тешко да се добие. Бакарните соли даваат сина боја, која се емитира во областа од 420 nm до 460 nm. Копмликации се јавуваат бидејќи, еден друг добро познат оксиданс KClO₃, реагира со бакарното соединение кое е опасно и мора внимателно да се чува. Париското зелено, бакарна сол која содржи арсен, некогаш се користело, но денес не се користи бидејќи е премногу отровна супстанца.

    Типичниот изглед на една пиротехничка „ракета“ е прикажан на сликата која следи. Ракетата се испалува од челичен лансер користејќи барутот. Бавно горечки фитил се користи за етапно да се изведува согорувањето на пиротехничките смеси. Листата на хемикалии кои најчесто се користат за огномети се дадени во табелата која е дадена подолу.

    Вака презентирани може да се помисли дека хемијата на огнометите е едноставна но добивање на белиот блесок и прекрасните бои се резултат на комплексни комбинации од хемикалии. На пример, бидејќи белиот одсјај дава високи температури, боите ги снемува по блесокот. Во вакви случаи оксидансите како KClO₄ се користат во комбинација со горива кои даваат релативно ниски температури. Друг проблем е што перхлоратите се лесно запалливи и поради тоа опасни. При користењето на натриумови соли се јавува уште еден проблем. Бидејќи Nа дава многу интензивна жолта светлина, неговите соли не може да бидат користени кога се појавуваат други бои. Карбонатните горива, пак, исто даваат жолт пламен кој ги маскира другите бои и ова го ограничува користењето на органските соединенија како горива. Како што може да се види производството на огномети кои ги даваат посакуваните ефекти, исто така вклучува и внимателна селекцијата на хемикалии со кои безбедно може да се ракува. И се разбира сонот за тоа како да се добие убавиот длабок син ("deep blue") пламен се уште опстојува.