绚烂的烟花为什么有五彩缤纷的颜色？科普一下原理

烟花为什么会有五彩缤纷的颜色 烟花颜色的原理

摘要：烟花没有爆竹清脆的声响，但却有变幻无穷、色彩纷呈的图案。烟花为什么会有五彩缤纷的颜色？这是因为烟花炮药中有混杂的盐类，爆炸后，在高温下与氧气发生化学反应，便会产生五颜六色的火花，不能燃烧的物质便产生烟雾。下面，就来了解下烟花颜色的原理。

烟花是由筒壳体（纸、塑料、薄金属片等材料制成），烟火剂，封口物质，附件（如尾翼底座、横担、轴、杆），点火装置（如引线、擦火板、电点火头等）组成。它利用烟火剂燃烧或爆炸时产生的光、色、音响、气动、发烟等效应，使烟花成为一种供观赏品。

烟花为什么会有五彩缤纷的颜色

烟花是在火药(主要成分为硫黄、炭粉、硝酸钾等)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(即“焰色反应”)，所以烟花在空中爆炸时，便会绽放出五彩缤纷的火花。

例如，铝镁合金燃烧时会发出耀眼的白色光；硝酸锶和锂燃烧时会发出红色光；硝酸钠燃烧时会发出黄色光；硝酸钡燃烧时则会发出绿色光。

除了金属和金属化合物外，人们还会在烟花里加入不同剂量的氧化剂、助光剂和黏合剂。

氧化剂在燃烧时会产生大量氧气，起到助燃和使烟花颜色更加鲜艳的作用；助光剂能大大提高烟花的亮度；黏合剂则用来将粉末状的化合物组成大小不一的光剂颗粒。

如果把这些颗粒按一定的规则排列，就可以制成不同图案的烟花。如“向阳花”中间一圈放上发黄色光的颗粒，周围放上发绿色光的颗粒，到天空爆炸后，就会形成一朵绿叶扶衬的向日葵，美丽极了。

烟花的颜色是由于不同金属灼烧，发生焰色反应颜色不同造成的。烟花是利用各种金属粉末在高热中燃烧而构成各种夺目的色彩的。使用不同金属就能产生不同效果，发出不同颜色的光芒。

焰色反应：

钠（Na）：黄

锂（Li）：紫红

钾（K）：浅紫

铷（Rb）：紫

铯（Cs）：紫红

钙（Ca）：砖红色

锶（Sr）：洋红

铜（Cu）：绿

钡（Ba）：黄绿

烟花爆竹主要成分

鞭炮、烟花 主要成分为硝化纤维，已经加入稳定剂，是传统黑火药3倍的效率。高效、无烟。

爆竹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。

当烟花爆竹点燃后，木炭粉、硫磺粉、金属粉末等在氧化剂的作用下，迅速燃烧，产生二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等气体及金属氧化物的粉尘，同时产生大量光和热而引起鞭炮爆炸。

纸屑、烟尘及有害气体伴随着响声及火光，四处飞扬，使燃放现场硝烟弥漫，硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物等严重污染空气。这些气体对人的呼吸道及眼睛都有刺激作用。

烟花中烟火剂的主要原材料

（1） 硝酸钾：硝酸钾是强氧化剂。在配制烟火药时，不宜将硝酸钾与高氯酸铵混合使用。

因为硝酸钾会与高氯酸铵发生瓜，生吸湿性很强的硝酸铵，如果这些药剂中含有轻金属粉末时， 些金属粉末就可能受潮发热，甚至自燃、自爆。

（2） 氯酸钾：氯酸钾特别敏感，它与有机物、硫磺、硫化物、酸类或其他易氧化的物质混合后，受热或受到撞击和磨擦，均能产生强烈的燃烧和爆炸。

氯酸钾受日光照射容易分解，生成极不稳定的亚氯酸钾和吸湿性很强的氧化钾，亚氯酸钾极不稳定，如果与酸类、硫化物和有机物等混合，极易自燃或自爆。

（3）硝酸钡：常温下硝酸钡的化学稳定性较好，机械感度不高，但与氯酸钾混合，容易生成敏感性较强的氯酸钡，配合制成烟火药时，有可能产生自燃、自爆。

（4）高氯酸钾：高氯酸钾的化学稳定性较氯酸钾好，与硫化氰酸盐混合产生自爆，与有机物混合具有强烈的爆炸性能。

（5）硫磺：硫和氯酸钾的混合物可形成爆炸性物质，感度很高，经撞击或磨擦就会爆炸，硫为热和电的不良导体，在粉碎、碾磨时会产生静电，引起自燃和爆炸。硫磺粉尘在人气中会与氧形成爆炸性混合物，当每公升空气中含硫7毫克以上时，遇到火源就会爆炸。

（6）铝粉：铝粉易溶于稀酸，遇水或受潮会与水产生化学反应，产生高温，如果不及时扩散，会产生自燃、自爆。当每公升空气中含铝粉40毫克以上时，遇到火源就会爆炸。

（7）镁粉：镁粉与铝粉一样，受潮会产生自燃、自爆。当每公升空气中含镁粉10－25毫克，遇到火源就会爆炸。

（8）镁铝合金粉：一般由镁、铝各50％左右组成的金属互化的，化学稳定性比单独的镁粉或铝粉要好。当每公升空气中含有合金粉32.5毫克时，遇火源就会爆炸，受潮与水作用后生成氧化物，并放出氢气，同时产生大量热，如果不及时散热，会自燃或自爆。

（9）硫化锑：硫化锑在烟火药中用作还原剂、助燃剂，它与氯酸钾、高氯酸钾的混合物敏感度很高，比硫与氯酸钾、高氯酸钾的混合物稍稳定，但由于它不可避免地带有一些二氧化硅（沙子），从而大大提高了烟火药的机械感度。另外还有一种五硫化二锑，它是一种强还原剂，比三硫化二硫的感度更高。

（10） 赤磷（又名红磷）：赤磷是一种强还源剂，在空气中容易被氧化，并产生自燃，赤磷与氯酸钾的混合物，在含水分20％的情况下，稍经撞击或摩擦就会自燃与爆炸。

赤磷燃烧时，产生有毒的五氧化二磷白色烟雾。用作烟火剂的赤磷，不允许有黄磷（白磷）痕迹，因为黄磷的燃点很低（仅30摄氏度），与其他药物混合制成产品时，很容易自燃。

（11）硝化棉：硝化棉具有高度可燃性和爆炸性，其危险程度根据硝化程度而定，含氮量在12.5％以上的硝化棉危险性极大，遇火即燃烧。在温度超过40℃时能加速其分解而自燃。含氮量不足12.5％的硝化棉虽然比较稳定，但受热或储存日久，逐渐分解而放出酸，降低着火点，亦有自燃自爆的可能。失火时，严禁用砂土等物压盖，以免发生爆炸。