Невозможно себе представить Новый год без красочных фейерверков и салютов. В канун праздника все мы закупаемся бумажными “пушками”, заряженными разноцветным порохом, для того, чтобы в волшебный новогодний вечер присоединиться к сотням празднующих этот светлый праздник детства. Завораживающие рисунки, получающиеся при разрыве снаряда фейерверка, словно уносят нас в наши магические фантазии и показывают нам, как прекрасна Вселенная где-то там, в космосе с ее звездами и взрывами. И самое главное, такое великолепие создано руками человека.

Какова же история изобретения фейерверков? Кто их придумал? Каким образом они работают? На эти и многие другие вопросы мы попытаемся сегодня ответить. 

Слово фейерверк имеет немецкие корни: от “das Feuer” – «огонь», ”das Werk” – «дело», «огнедействие». Однако придумали его отнюдь не немцы.

Дело в том, что огонь был в особом почете у многих народов: Древние греки и римляне использовали огонь на своих праздниках, азиатские народы, с его помощью изгоняли злых духов. Использовать огненные искры для развлечений пришло в голову ученым древнего Китая. Принято считать, что фейерверк, в привычном нам виде, появился в конце III века до н.э. Китайцы заметили, что бамбук при поджигании странным образом трещит и искрит. С тех пор примитивные “фейерверки” использовались на праздниках и свадьбах для развлечения. Также использование фейерверков, как верили китайцы, отпугивало и защищало их от злых духов. Позже изобретение пороха дало новую жизнь фейерверкам. Они стали мощнее и громче.

Хоть фейерверки были придуманы китайцами, до совершенства это искусство довели итальянцы. После того, как известный Марко Поло привез чудное изобретение в Европу, итальянцы всерьез заинтересовались доселе неизвестным явлением. Итальянские изобретатели стали придумывать разные примеси, которые могли бы добавить зрелищности фейерверкам. В результате долгих экспериментов они выяснили, что добавление некоторых солей окрашивает пламя салюта в различные цвета. Например: соли калия - в фиолетовый, натрия - в желтый, магния - в серебристый.

Сегодня способность металлов окрашивать пламя используется в качественном химическом анализе. В основе широко применяемого метода атомно-абсорбционного анализа, лежит способность металлов поглощать свет только в определенной области спектра, другими словами, пламя определенного цвета.

Добавление солей в фейерверк придало ему красочность и зрелищность. Салюты обрели невероятный успех среди европейцев. Короли и правители в качестве подарка дарили друг другукрасивые представления из фейерверков, а ученые соревновались в их совершенствовании.

Изобретение фейерверка не перевернуло мир, но, однозначно, сделало его прекраснее!

Какова же роль пороха в фейерверках? Для начала выясним состав пороха. Это твердая смесь, состоящая на 75% массы из калиевой селитры KNO₃, на 10% из серы S, и 15% - угля С. Уголь в этой смеси играет роль топлива, а селитра окислителя, сера же лишь ускоряет процесс окисления угля и при этом сам восстанавливается (т.е. поглощает электроны). При поджигании протекает следующая реакция:

2KNO₃ + S + 3C = K₂S + 3CO₂ + N₂

Молекула азота обладает очень высокой энергией связи, поэтому при ее образовании выделяется огромное количество энергии.

Практически все взрывчатые вещества состоят из азотистых соединений, при сжигании которых получается молекула азота. 

Взрывчатые вещества делятся на инициирующие и бризантные вещества. Обе группы содержат атом азота, т.к. при окислении атомы азота соединяются в молекулу азота, образование которой приводит к выделению огромного количества энергии. Инициирующие вещества являются нестабильными и при небольшом воздействии (нагрев, удар) распадаются, а выделенная энергия приводит в действие окисление бризантного вещества, обладающего еще большей мощностью. Примеры: Инициирующее вещество:

3Pb(N ₃)₂ = Pb3N₂ + 8N₂

Бризантное вещество - нитрометан:

4СН 3NO ₂ + 3O₂ = 4CO₂ + 2N₂ + 6H₂O

Таким образом, из-за резкого выделения большого количества энергии получается хлопок во время выстрела из салютов. С открытием бертолетовой соли KClO3 фейерверки стали еще мощнее. Данная соль является очень сильным окислителем. Добавление небольшого ее количества способно значительно ускорить реакцию возгорания пороха. В современные фейерверки помещаются так называемые “звездочки”, это пластиковые шарики с некоторым количеством окислителя и фитилем. К тому же соль калия придает пламени фиолетовый окрас. Возможно использование магниевых и алюминиевых “звездочек”, а также комбинированных. Делается это для получения разноцветных красочных рисунков фейерверка.

Принцип один и тот же. Нужно топливо: обычно это сера либо углерод, окислитель (селитра, соли натрия, бертолетова соль) и “звездочки”. Все смешать вправильных пропорциях, поместить в картонные пушки и вуаля! Мы получили фейерверк. Это, конечно, теория. На самом деле производство фейерверков - это целое искусство и, кстати, весьма опасное. Поэтому настоятельно рекомендуем вам не пытаться получить фейерверки в домашних условиях, а при их использовании строго следовать инструкциям. Ведь неправильная эксплуатация салютов может привести к ожогам или травмам.