De chemie achter sterretjes

Niet al het vuurwerk is hetzelfde. Er is bijvoorbeeld een verschil tussen een vuurwerk en een sterretje: het doel van een vuurwerk is om een ​​gecontroleerde explosie te creëren; een sparkler daarentegen brandt gedurende een lange periode (tot een minuut) en produceert een briljante douche van vonken.

Sparkler Chemistry

Een sterretje bestaat uit verschillende stoffen:

• Een oxidatiemiddel
• Een brandstof
• IJzer, staal, aluminium of ander metaalpoeder
• Een brandbaar bindmiddel

Naast deze componenten kunnen ook kleurstoffen en verbindingen worden toegevoegd om de chemische reactie te matigen. Houtskool en zwavel zijn vaak vuurwerkbrandstof of sterretjes kunnen het bindmiddel gewoon als brandstof gebruiken. Het bindmiddel is meestal suiker, zetmeel of schellak. Kaliumnitraat of kaliumchloraat kunnen als oxidatiemiddelen worden gebruikt. Metalen worden gebruikt om de vonken te creëren. Sparkler-formules kunnen vrij eenvoudig zijn. Een sterretje kan bijvoorbeeld alleen bestaan ​​uit kaliumperchloraat, titanium of aluminium en dextrine.

Nu je de samenstelling van een sterretje hebt gezien, laten we eens kijken hoe deze chemicaliën met elkaar reageren.

oxidatiemiddelen

Oxidatiemiddelen produceren zuurstof om het mengsel te verbranden. Oxidatiemiddelen zijn meestal nitraten, chloraten of perchloraten. Nitraten bestaan ​​uit een metaalion en een nitraation. Nitraten geven 30% van hun zuurstof af om nitrieten en zuurstof op te leveren. De resulterende vergelijking voor kaliumnitraat ziet er als volgt uit:

2 KNO₃(vast) → 2 KNO₂(vast) + O₂(gas)

Chloraten bestaan ​​uit een metaalion en het chloraation. Chloraten geven al hun zuurstof op, wat een spectaculairdere reactie veroorzaakt. Dit betekent echter ook dat ze explosief zijn. Een voorbeeld van kaliumchloraat dat zijn zuurstof afgeeft, ziet er zo uit:

2 KClO₃(vast) → 2 KCl (vast) + 3 O₂(gas)

Perchloraten bevatten meer zuurstof, maar exploderen minder snel als gevolg van een impact dan chloraten. Kaliumperchloraat geeft zijn zuurstof af in deze reactie:

KClO₄(vast) → KCl (vast) + 2 O₂(gas)

Agenten verminderen

De reductiemiddelen zijn de brandstof die wordt gebruikt om de door de oxidatiemiddelen geproduceerde zuurstof te verbranden. Deze verbranding produceert heet gas. Voorbeelden van reductiemiddelen zijn zwavel en houtskool, die reageren met de zuurstof om zwaveldioxide te vormen (SO₂) en kooldioxide (CO₂) respectievelijk.

Regulators

Twee reductiemiddelen kunnen worden gecombineerd om de reactie te versnellen of te vertragen. Ook hebben metalen invloed op de reactiesnelheid. Fijnere metaalpoeders reageren sneller dan grove poeders of schilfers. Andere stoffen, zoals maïsmeel, kunnen ook worden toegevoegd om de reactie te reguleren.

Binders

Bindmiddelen houden het mengsel bij elkaar. Voor een sterretje zijn gewone bindmiddelen dextrine (een suiker) bevochtigd met water of een schellakverbinding bevochtigd met alcohol. Het bindmiddel kan als reductiemiddel en als reactiemoderator dienen.