相信大家對煙花都不會感到陌生。新年的最初時刻，通常都是伴隨著煙花聲、炮竹聲，還有五彩繽紛的燈光秀，辭舊迎新。從響亮的爆炸聲到長長的哨聲，從鮮紅色到淡黃色，煙花有數千種變化，你知道這些有趣的爆炸背後蘊藏著怎樣的化學原理嗎？

煙花有數百種化學公式，這些公式是基於產生典型爆炸的古老化學品混合物。現代煙花更是添加了各種“化學魔法”來呈現精彩絕倫的表演。

一切從黑色粉末開始

任何煙花的第一種成分是古老的爆炸性黑火藥。它在一千多年前被中國鍊金術士發現，此後幾個世紀以來相關的配方几乎沒有改變。要製作黑色粉末，需要做的就是混合75%的硝酸鉀、15%的木炭和10%的硫磺。而製作基本的煙花或爆竹，只需將這種粉末放入由厚紙板或紙製成的容器中。

黑色粉末用於空中發射煙花，並點燃和推動效果（如顏色）在天空中形成圖案。那麼它是怎樣工作的？

一旦用保險絲或火花點燃，硫首先在112。8 攝氏度熔化。硫磺流過硝酸鉀和木炭，然後燃燒。這種燃燒反應會迅速產生大量的能量和氣體——換句話說，就是爆炸。如果有一個小孔可以讓氣體逸出，反應就會將煙花發射到空氣中。在一個非常狹窄的空間裡，它會將煙花的成分炸開，點燃附近的一切。

除了改變黑色粉末的封閉程度，改變粉末顆粒的大小也可以改變它燃燒的速度，比如篝火，當你新增一個大樹枝時，火焰燃燒的時間越來越長。如果你將一把鋸末扔進火焰中，它會很快燃燒起來。黑色粉末的工作原理類似，這使得控制能量釋放的數量和速度變得容易。

不同顏色的化學物質

如果將非常細的黑色粉末放入密閉空間，它會在熱氣、氣體和噪音的雲團中爆炸。那麼顏色和明亮的光線是從哪裡來的呢？

在加熱任何材料時，其實真正在做的是將能量注入該材料原子的電子中。充分激發電子後，當它們回落到正常能級時，它們會以光的形式釋放多餘的能量。

有許多不同的元素，在新增到煙花中並加熱時，會釋放出不同波長的光，從而呈現出不同的顏色。鍶產生紅色，鋇產生綠色，銅燃燒出藍色，等等。

不同的顏色有了，那麼閃光呢？為了產生這些效果，可以在煙火配方中新增各種金屬。鋁、鎂和鈦都會產生白色火花；透過新增鐵，會出現金火花；混合各種型別的木炭會產生紅色和橙色的火花。這些元素中的每一種都以不同的速度和不同的方式燃燒，從而產生不同顏色和強度的光。

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參考資料：

https：//phys。org/news/2021-12-fireworks-pyrotechnics-chemist-science-brilliant。html