Pada hari-hari awal Amerika Syarikat, John Adams menulis kepada isterinya Abigail mengenai perayaan kemerdekaan, "Ia harus diakadnikahkan dengan Pomp dan Parade, dengan Shews, Permainan, Sukan, Senjata, Bells, Bonfires dan Illuminations dari satu Akhir dari Benua ini kepada yang lain dari Masa ini ke hadapan selama-lamanya lagi. " "Bonfires and illuminations" merujuk terus kepada apa yang kita ketahui sebagai paparan perindustrian dan kembang api.
Saya seorang ahli kimia dan juga presiden Pyrotechnics Guild International, sebuah organisasi yang mempromosikan penggunaan bunga api yang selamat dan menggunakannya di A.S. untuk meraikan Hari Kemerdekaan dan festival lain sepanjang tahun. Sebagai seorang ahli kimia, dan seseorang yang memimpin demonstrasi untuk pelajar kimia, saya menganggap bunga api satu contoh hebat tindak balas pembakaran yang menghasilkan api berwarna. Tetapi penciptaan bunga api berwarna agak baru-baru ini dan tidak semua warna mudah dihasilkan.
Sejarah awal kembang api
Firecrackers pertama kali dicipta serendipitously oleh orang Cina pada 200 B.C. Tetapi tidak sampai satu ribu tahun kemudian bahawa alkimia Cina membangunkan bunga api pada 800 A. D. Bunga api awal ini kebanyakannya ramuan yang cerah dan bising yang direka untuk menakutkan roh jahat - bukannya letupan berwarna yang terkawal yang kita lihat hari ini. Fast forward milenium yang lain dan orang Itali digambarkan bagaimana menambah warna dengan memperkenalkan pelbagai unsur ke campuran mudah terbakar. Menambah unsur strontium ke campuran piroteknik warna menghasilkan api merah; tembaga, biru; barium, hijau; dan natrium untuk kuning.
Terlalu banyak atau terlalu sedikit bahan kimia membuat perubahan ketara dalam suhu dan dengan itu panjang gelombang warna dilihat. Campuran bahan kimia yang betul apabila dinyalakan menghasilkan tenaga yang cukup untuk membangkitkan elektron untuk menghilangkan warna cahaya yang berlainan.
Walaupun kimia warna-warna ini tidak baru, setiap generasi nampaknya teruja dengan warna-warna yang dipancarkan di seluruh langit. Kami kini mempunyai pelbagai warna api: merah, hijau, biru, kuning, ungu, dan variasi ini.
Setiap warna berfungsi dengan cara yang sama. Oleh kerana unsur-unsur yang berbeza menyala mereka melepaskan gelombang cahaya yang berbeza yang diterjemahkan sebagai warna yang berbeza.
Membuat bunga api biru sempurna itu
Tidak semua warna kembang api sama-sama mudah dibuat. Saya percaya beberapa rakan saya dalam penyelidikan dan pembangunan piroteknik akan bersetuju dengan saya bahawa biru adalah warna yang paling sukar untuk dihasilkan.
Itu kerana langit malam adalah warna biru, yang bermaksud bahawa kebanyakan blues tidak muncul juga. Sekiranya anda cuba membuat cahaya yang lebih cerah untuk membezakan dengan latar belakang, ia boleh kelihatan dicuci. Keseimbangan tembaga dan bahan kimia lain dalam tindak balas api atau pembakaran menghasilkan api warna biru yang terbaik dalam bunga api.
Saya telah mengambil kira ini apabila cuba mencipta warna api biru terbaik, yang saya panggil kotak kotak biru. Ia hanya cukup cerah untuk menentang langit malam tetapi masih kaya biru. Saya mempunyai lebih daripada 20 rumus piroteknik biru dan saya dapati satu yang datang sangat dekat dengan warna yang sukar difahami ini.
Satu lagi kesukaran untuk mencipta warna biru yang sengit adalah bahawa kimia tidak mudah. Ia memerlukan gabungan beberapa bahan kimia dan unsur tembaga. Apabila tembaga menyala, elektron yang mengelilingi atom tembaga menjadi teruja dan bertenaga dalam api. Apabila elektron melepaskan tenaga ini, ia kelihatan kepada pemerhati sebagai cahaya biru. Setiap warna berfungsi dengan cara yang sama. Oleh kerana unsur-unsur yang berbeza menyala mereka melepaskan gelombang cahaya yang berbeza yang diterjemahkan sebagai warna yang berbeza. Oleh itu, apabila anda melihat titik berwarna biru yang mencipta corak di langit malam, anda benar-benar melihat elektron teruja melepaskan tenaga sebagai cahaya biru.
Paul E. Smith, Penunjuk Kuliah untuk Kimia, Universiti Purdue
