张家港科技馆:金属的绽放——焰色反应

隆晓洁

2020-11-26

在隋唐之际,人们将火药技术发展成为供娱乐用的焰火(烟花)。而诗人们用文字记录了烟花的美丽和绚烂。从隋炀帝时期的“灯树千光照,花焰七枝开”到宋朝的“架子烟火”或“盆景烟花”,已具相当规模。每逢元宵佳节,达官巨贾竞相比美。从掌灯后不久直至更残漏尽。词人辛弃疾“东风夜放花千树,更吹落,星如雨”的词句、宋祁“火树缯山凤阙前,皇都美景属新年。烟花并作长春国,日月潜移不夜天”,都是对它生动而形象的描写。及至元代,赵孟頫用 “人间巧艺夺天工,鍊药燃灯清昼同。柳絮飞残铺地白,桃花落尽满阶红。纷纷灿烂如星陨,喧豗似火攻。后夜再翻花上锦,不愁零乱向东风”的诗句来称颂放烟火者。明代的瞿佑用“天花无数月中开,五采祥云绕绛台。堕地忽惊星彩散,飞空旋作雨声来”的诗句描述了烟火戏的绚丽……

那么绚烂绽放的烟花为什么会呈现五彩斑斓的效果呢?其实这一切要归功于金属,也就是构成烟花中光珠的主要成分。光珠由发光剂和发色剂组成。发光剂一般是剧烈燃烧时会发出耀眼光芒的铝粉或镁粉;发色剂是硝酸钠、硝酸银、硝酸钡、硫酸铜等各种在燃烧时会发生焰色反应的金属盐类。

焰色反应,也称作焰色测试及焰色试验,是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特殊颜色的反应。其原理是每种元素都有其个别的光谱。焰色反应是物理变化。它并未生成新物质,焰色反应是物质原子内部电子能级的改变,通俗的说是原子中的电子能量的变化,不涉及物质结构和化学性质的改变。有些金属或它们的化合物在灼烧时能使火焰呈特殊颜色。

“火树银花合,星桥铁锁开”利用焰色反应,人们在烟花中有意识地加入特定金属元素,让金属,哦,不,让烟花绽放得更加绚丽多彩。

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