הכימיה מאחורי זיקוקים נוצצים

לא כל הזיקוקים נוצרים שווים. לדוגמא, יש הבדל בין חזיז למנצנץ: מטרת חזיז היא ליצור פיצוץ מבוקר; נוצץ, לעומת זאת, נשרף לאורך זמן רב (עד דקה) ומייצר מקלחת ניצוצות מבריקה.

נוצץ מורכב מכמה חומרים:

• מחמצן
• דלק
• ברזל, פלדה, אלומיניום או אבקת מתכת אחרת
• קלסר דליק

בנוסף לרכיבים אלה, ניתן להוסיף צבעים ותרכובות גם כדי למתן את תגובה כימית. לעתים קרובות, פחם וגופרית הם דלק זיקוקין, או נוצצים עשויים פשוט להשתמש בקלסר כדלק. הקלסר הוא בדרך כלל סוכר, עמילן או שללאק. אשלגן חנקתי או אשלגן כלוראט עשויים לשמש כמחמצנים. מתכות משמשות ליצירת הניצוצות. נוסחאות נוצץ יכול להיות די פשוט. לדוגמא, נוצץ עשוי להכיל רק אשלגן פרכלורט, טיטניום או אלומיניום ודקסטרין.

כעת, כשראית את ההרכב של נוצץ, הבה נבחן כיצד כימיקלים אלה מגיבים אחד עם השני.

מחמצנים מייצרים חמצן כדי לשרוף את התערובת. מחמצנים הם בדרך כלל חנקות, כלורטים או פרכלורטים. החנקות מורכבות מיון מתכת ויון חנקתי. ניטרטים מוותרים על 30% מהחמצן שלהם על מנת להניב ניטריטים וחמצן. המשוואה המתקבלת עבור אשלגן חנקתי נראית כך:

2 KNO₃(מוצק) → 2 KNO₂(מוצק) + O₂(גז)

הכלורות מורכבות מיון מתכתי ויון הכלורתי. הכלוריות מוותרות על כל החמצן שלהם, וגורמות לתגובה מרהיבה יותר. עם זאת, משמעות הדבר היא גם שהם נפיצים.

2 KClO₃(מוצק) → 2 KCl (מוצק) + 3 O₂(גז)

לפרכלורטים יש יותר חמצן, אך יש פחות סיכוי להתפוצץ כתוצאה מפגיעה מאשר כלורטים. אשלגן פרכלוראט מניב את החמצן שלו בתגובה זו:

KClO₄(מוצק) → KCl (מוצק) + 2 O₂(גז)

חומרי ההפחתה הם הדלק המשמש לשריפת החמצן המיוצר על ידי המחמצנים. בעירה זו מפיקה גז חם. דוגמאות לסוכני צמצום הם גופרית ופחם, המגיבים עם החמצן ליצירת דו תחמוצת הגופרית (SO)₂) ופחמן דו חמצני (CO₂) בהתאמה.

ניתן לשלב שני חומרי הפחתה כדי להאיץ או להאט את התגובה. כמו כן, מתכות משפיעות על מהירות התגובה. אבקות מתכת עדינות מגיבות מהר יותר מאשר אבקות או פתיתים גסים. ניתן להוסיף חומרים אחרים, כמו קמח תירס, כדי להסדיר את התגובה.

קלסרים מחזיקים את התערובת יחד. עבור נוצץ, קלסרים נפוצים הם דקסטרין (סוכר) שהוטבע על ידי מים או תרכובת שלקית שהוטבעה על ידי אלכוהול. הקלסר יכול לשמש כחומר צמצום וכמנחה תגובה.

בואו נרכיב את הכל. נוצץ מורכב מתערובת כימית המעוצבת על מקל או חוט קשיח. כימיקלים אלה מעורבים לעתים קרובות במים ליצירת slurry הניתן לציפוי על חוט (על ידי טבילה) או שפכו לצינור. ברגע שהתערובת מתייבשת, יש לך נוצץ. ניתן לייצר אבק או פתיתים מאלומיניום, ברזל, פלדה, אבץ, מגנזיום או פתיתים ליצירת הניצוצות הבהירים והמבהיקים. פתיתי המתכת מתחממים עד שהם ליבון מאירים ובוהקים או, בטמפרטורה גבוהה מספיק, למעשה נשרפים. לעיתים נוצצים נקראים כדורי שלג בהתייחס לכדור הניצוצות העוטף את החלק הבוער של הנוצץ.

ניתן להוסיף מגוון כימיקלים ליצירת צבעים. הדלק והמחמצן מחולקים פרופורציות, יחד עם הכימיקלים האחרים, כך שה- נוצץ שורף לאט לאט ולא להתפוצץ כמו חזיז. ברגע שמדליקים קצה אחד של הנוצץ הוא נשרף בהדרגה עד לקצה השני. בתיאוריה, סוף המקל או החוט מתאים לתמוך בו תוך כדי צריבה.

ברור שניצוצות המתחלפים ממקל בוער מהווים סכנת שריפה ושריפה; פחות ברור כי נוצצים מכילים מתכות אחת או יותר, כך שהם יכולים להוות סכנה בריאותית. אין לשרוף נוצצים על עוגות כנרות או להשתמש בהם בדרך אחרת שעלולה להוביל לצריכת האפר. אז, השתמשו נוצצים בבטחה ותהנו!