Pyrotechnischer Farbstoff - Pyrotechnic colorant

Die rote Lithiumflamme führt zur Verwendung von Lithium in Fackeln und in der Pyrotechnik

Kupferverbindungen leuchten grün oder blaugrün in einer Flamme.

Calciumverbindungen leuchten in einer Flamme orange.

Natriumverbindungen leuchten gelb in einer Flamme.

Ein pyrotechnischer Farbstoff ist eine chemische Verbindung, die bewirkt, dass eine Flamme mit einer bestimmten Farbe brennt . Diese werden verwendet, um die Farben in pyrotechnischen Kompositionen wie Feuerwerk und farbigem Feuer zu erzeugen . Die farbproduzierenden Spezies werden normalerweise während der Reaktion aus anderen Chemikalien erzeugt. Metallsalze werden üblicherweise verwendet; Elementare Metalle werden selten verwendet (z. B. Kupfer für blaue Flammen).

Die Farbe der Flamme ist abhängig vom Metallkation; Das Anion des Salzes hat sehr wenig direkten Einfluss. Die Anionen beeinflussen jedoch die Flammentemperatur, indem sie sie sowohl erhöhen (z. B. Nitrate, Chlorate) als auch verringern (z. B. Carbonate, Oxalate) und indirekt die Flammenhelligkeit und -brillanz beeinflussen. Für temperatursenkende Additive kann die Grenze des Farbstoffs etwa 10–20 Gew .-% der Zusammensetzung betragen.

Einige gängige Beispiele sind:

Das * zeigt an, dass die Verbindung orange brennt, wobei x = 0,2,3,5.

Strahlende Arten

Trotz der großen Anzahl von Metallionendonoren bilden sie nur wenige atomare und molekulare Spezies, die als Lichtemitter nützlich sind.

In vielen Fällen müssen Chlordonoren hinzugefügt werden, um ausreichend tiefe Farben zu erzielen, da die gewünschten emittierenden Moleküle erzeugt werden müssen.

Einige Farbemitter sind atomarer Natur (z. B. Lithium, Natrium). Das Vorhandensein von Chlor und die Reaktion auf Monochloride können tatsächlich deren Farbreinheit oder -intensität beeinträchtigen.

Bei hohen Temperaturen ionisieren die Atome. Die Emissionsspektren von Ionen unterscheiden sich von denen von neutralen Atomen; Die Ionen können in unerwünschten Spektralbereichen emittieren. Zum Beispiel emittiert Ba ⁺ in blauen Wellenlängen. Die Ionisierung kann durch Zugabe eines leichter zu ionisierenden Metalls mit einer eigenen schwachen sichtbaren Emission, z. B. Kalium, unterdrückt werden. Die Kaliumatome wirken dann als Elektronendonoren und neutralisieren die Bariumionen.

Die Farbe Blau ist in Feuerwerkskörpern bekanntermaßen schwer herzustellen, da die Kupferverbindungen auf eine bestimmte Temperatur erhitzt werden müssen, damit der optimale Blauton erzeugt werden kann. Daher wird ein tiefes, sattes Blau normalerweise als Zeichen eines erfahrenen Feuerwerksherstellers angesehen.

Es ist darauf zu achten, dass sich in der Flammenzone keine festen Partikel bilden, egal ob Metalloxide oder Kohlenstoff. glühende feste Partikel emittieren Schwarzkörperstrahlung , die ein "Auswaschen" der Farben verursacht. Die Zugabe von Aluminium erhöht die Flammentemperatur, führt aber auch zur Bildung fester glühender Partikel aus Aluminiumoxid und geschmolzenem Aluminium. Magnesium hat eine geringere Wirkung und ist daher besser für farbige Flammen geeignet. Es ist flüchtiger als Aluminium und liegt eher als Dämpfe als als Partikel vor. Die Bildung fester Magnesiumoxidpartikel kann ferner durch die Anwesenheit von Kohlenmonoxid gehemmt werden, entweder durch negative Sauerstoffbilanz der Zusammensetzung in Gegenwart organischer Brennstoffe oder durch Zugabe des Farbstoffs in Form eines Oxalats, das sich zu Kohlendioxid zersetzt und Kohlenmonoxid; Das Kohlenmonoxid reagiert mit den Magnesiumoxidpartikeln zu gasförmigem Magnesium und gasförmigem Kohlendioxid.

Verweise