Színes láng

Szinte alig akad ember aki ne gyönyörködne el egy tűzijáték szépségén. Gyönyörű tiszta színnel világítanak, szikráznak. De vajon mitől világít egy láng zölden, kéken, vörösen, vagy egyáltalán mitől világít maga a láng?

A választ az égés folytán keletkező apró égéstermékek adják meg. Az égés az esetek többségében nem zajlik le tökéletesen, vagyis maradnak elégetlen szén vagy egyéb részecskék amik aztán a magas hőmérsékleten felizzanak és világítanak! A felizzás nem más mint az atomok gerjesztése. Ez azt jelenti hogy az atomok külső részén lévő elektronokat valamilyen hatás (ez esetben hőhatás) arra kényszeríti hogy más keringési pályára álljon az atommag körül az atommaghoz távolabbi pályára, ez viszont az elektronoknak nem jó azok arra törekednek, hogy az atommagtól közelebbi alacsonyabb energiájú pályára kerülhessenek.

Ezért aztán ahogy megszűnik a gerjesztés vagy az túl magas értéket ér el az atomok mindent elkövetnek hogy megszabaduljanak a fölösleges energiától. Ezt úgy érik el, hogy elektronjaik visszaállnak az eredeti pályára eközben az előbb felvett energiát leadják. Az energia-leadást rendszeri kisugárzással érik el, ami lehet hősugárzás, fény, vagy nagy gerjesztés esetén mikrohullámu sugárzás.

Ha az atom az energia leadáskor foton formájában szabadul meg fölös energiától, akkor fényt bocsát ki. Ha ennek a fénynek a hullámhossza 380 és 760nm közé esik akkor azt már az emberi szem is érzékeli. Ha e fölött van a hullámhossz akkor infra fényről beszélünk ilyenkor az atomok alig vannak gerjesztve. Ezt az infra fényt látják az éjjellátó készülékek és ilyen infra fényt bocsát ki magából a meleg emberi test is vagy a távirányító. (persze nem pontosan egyező hullámhosszt!)

Ha éppen ebben a tartományban sugároz akkor látható fényről beszélünk.

Az ez alatti tartományban ultraibolya vagyis UV fényről beszélünk. Minél forróbbak az atomok annál inkább a rövidebb hullámhosszon sugároznak és annál több spektrumon bocsátanak ki sugárzást! több millió C fokon az néhány atom ami még létezik ilyen hőmérsékleten már röntgen és mikrohullámokat is kibocsáthat magából!

Persze a tűzijátékokban uralkodó hőmérséklet nem közelíti meg PL: a napét, szóval senki nem fog megfőni a mikrohullámok vagy a röntgensugaraktól szilveszterkor :D

Viszont néhány ezer fok is elég hogy a visszamaradó részecskék sárgásan vagy éppen fehéren világítsanak. A szénrészecskéknek még ennél is kevesebb kell hogy sárgás fénnyel világítsanak pl.: a benzin égésekor! Ha tiszta alkoholt égetünk, annak a lángja még sötétben sem látszik! Ugyan ez a helyzet a hidrogénnel! Ez azért van mert égés közben nincs szilárd égéstermék ami felizzhatna és világítana!

pirotechnikai csillagok égése

Más más atomokban különböző számú elektron van így azok ugyanolyan gerjesztés mellett más spektrumokon szabadulnak meg fölös energiájuktól. A fehér fény az összes látható fény spektrumát tartalmazza egyben! Egy atom minél jobban fel van melegítve annál több spektrumon kezd sugározni! Azonban egyes atomok egy bizonyos spektrumon hatékonyabban szabadulnak meg az energiától mint a többin. (ez az elektronszerkezet sajátos felépítése miatt van) ilyenkor a lángban ez a hullámhossz dominál, ezzel megváltoztatva a láng színét!

Ez a tulajdonság egyes anyagokra annyira jellemző hogy a legkisebb jelenlétüket is ki lehet mutatni a színképelemzésből. Minden anyagnak meg van a saját színképe de a legtöbbnél a különbség olyan csekély hogy az szabad szemmel nem észrevehető! Viszont PL: a nátrium sárgás fénye vagy a réz zöld/kék vagy a bárium zöld a stroncium piros színe egyértelműen mutatja hogy az adott atom mely hullámhosszon szabadul meg a leghatékonyabban a fölös energiától!

Ezeket az atomokat próbálják rávenni a pirotechnikusok, hogy a lángban kiváló ionjaik az általuk kibocsátott fénnyel megadják annak színét, és ez nem könnyű feladat!

Ha a rézdrótot borszeszégő fölé tartjuk láthatjuk hogy a láng zöldre színeződik! Ahogy viszont egyre forróbbak lesznek az ionok azok már a zöld fény mellett kénytelenek más hullámhosszokon is egyre többet sugározni, míg végül a láng zöld színe egyre fakóbb lesz, majd végül sárgán s végül fehéren kezd világítani.

Ebből az derül ki, hogy a tűzijáték sokszor 3000C fokos lángja semmiképp nem világíthat zöld színűen mert ilyen hőmérsékleten a zöld fény már nem annyira domináló mint alacsonyabb hőmérsékleten. Ahhoz hogy szép egyszínű fényt kapjunk égés közben, 3 fő tényezőnek kell stimmelnie!

Ez utóbbit különböző fémsókkal, kloridokkal érik el. A klórnak különösen jó szín mélyítő képessége van, reakcióba lép a párolgó fémekkel és az így létrejövő PL: rézklorid szinte kizárólag a zöld és a kék tartományban sugároz még magas hőmérsékleten is! Ilyen klorozószer a PVC, mivel égése közben lebomlik és klór keletkezik! Ez akkor fontos ha egy fém kloridja nagyon bomlékony vagy reakcióképes és nem lehet tisztán felhasználni vagy nehéz előállítani.

A láng festésére használható anyagok laboratóriumi kísérletekhez:

Stroncium (Sr) vörös

Lítium (Li) bíborvörös

Nátrium (Na) élénksárga

Kálium (K) fakóibolya

Kalcium (Ca) téglavörös

Bárium (Ba) zöld

Réz (Cu) zöld/kék

Ólom (Pb) fakókék

A tűzijátékokban használt lángfestő anyagok :

vörös: stroncium-karbonát, stroncium-nitrát,

zöld: bárium-klorid, bárum-nitrát, paris green Cu(C2H3O2)2 * 3Cu(AsO2)2 Réz-acetoarzenit

kék: réz-oxid, réz-klorid Rézoxiklorid Cu(OH)2 * CuCl2,

lila: réz-klorid és stroncium-nitrát együttes fénykibocsátása

Sárga: Nátrium-hidrogén-karbonát, Nátrium klorid, ultramarine Na8-10Al6Si6O24S2-4,

© 2009 pyromaster.org - Minden jog fenntartva.

Köszönet | Impresszum | Pirotechnikai fórum