teória
Z čoho je prskavka?
Prskavka je malý pyrotechnický výrobok: na kovovom drôte je nanesená vysušená zmes, ktorá obsahuje štyri druhy zložiek.
| Zložka | Príklad | Úloha |
|---|---|---|
| oxidovadlo | dusičnan bárnatý Ba(NO3)2 | dodáva kyslík |
| palivo | práškový hliník Al | horí jasným bielym svetlom, dodáva teplo |
| iskry | práškové železo Fe alebo oceľové piliny | rozžeravené zrnká odlietajú ako iskry |
| spojivo | dextrín | po vyschnutí zlepí zmes na drôte |
V popise k videu sú uvedené najmä kovové prášky a dextrín. Aby však prskavka naozaj horela, potrebuje aj oxidovadlo. V hustej, zlepenej vrstve sa totiž k zrnkám kovu nedostane dosť vzdušného kyslíka. Klasické prskavky preto obsahujú dusičnan bárnatý (niekedy dusičnan draselný), ktorý kyslík dodá priamo zvnútra zmesi. Bárium navyše farbí plameň nazeleno.
teória
Čo sa deje pri horení?
Keď prskavku zapálime, teplo najprv rozloží oxidovadlo a uvoľní kyslík:
Tento kyslík potom oxiduje kovy. Hliník horí oslnivo bielym svetlom a vzniká biely oxid hlinitý:
Hliník sa oxiduje z oxidačného čísla 0 na +III. Uvoľnené teplo zohreje zmes asi na 1 000 až 1 600 °C (v popise k videu je uvedených približne 1 300 °C). Pri takej teplote sa drobné zrnká železa rozžeravia, vyletia zo zmesi a za letu horia vo vzduchu:
Práve tieto horiace zrnká sú iskry. Ak použijeme oceľové piliny, ktoré obsahujú trochu uhlíka, iskry sa za letu „rozvetvujú“: uhlík v zrnku zhorí na plynný oxid uhoľnatý a ten zrnko roztrhne. Horenie železa zblízka ukazuje aj pokus Spaľovanie oceľovej vlny.
teória
Farebné prskavky
Farbu plameňa určujú katióny kovov, ktoré sa v plameni vybudia a vyžarujú svetlo určitej farby:
| Prímes | Farba plameňa |
|---|---|
| soli bária (napr. dusičnan bárnatý) | zelená |
| soli stroncia (napr. dusičnan strontnatý) | červená |
| soli sodíka | žltá |
Viac o tom, prečo každý kov farbí plameň inak, nájdete v pokuse Plameňové skúšky. Podobne sa farbí aj Bengálsky plameň.
chémia v praxi
Pyrotechnika v praxi
Rovnaké princípy (oxidovadlo, palivo, spojivo a farbiace soli) sa používajú v ohňostrojoch, signálnych svetliciach na lodiach a v horách aj v záchranných pochodniach na cestách. Jasné biele svetlo v ohňostrojoch obvykle dáva hliník alebo horčík (pozrite pokus Horenie horčíka) a zlaté iskry železo alebo drevené uhlie.
čo budete potrebovať
Pomôcky
- porcelánová miska alebo kadička na miešanie
- drevená alebo plastová špachtľa (nie kovová trecia miska)
- váhy
- kvapkadlo s vodou
- oceľové drôty (napr. rovné kusy drôtu dlhé asi 20 až 30 cm)
- stojan alebo pohár s pieskom na sušenie drôtov
- kliešte na držanie prskavky pri zapaľovaní
- vedro s pieskom alebo vodou
- ochranné okuliare
čo budete potrebovať
Chemikálie
- práškové železo alebo oceľové piliny, Fe
- práškový hliník, Al
- oxidovadlo: dusičnan bárnatý, Ba(NO3)2, pre červenú farbu sčasti nahradený dusičnanom strontnatým Sr(NO3)2
- dextrín
- voda
krok za krokom
Postup
- Každú zložku zvlášť jemne rozdrvte (nikdy nedrvte oxidovadlo spolu s kovovými práškami).
- Na papieri alebo v miske zložky opatrne premiešajte špachtľou, bez trenia a tlaku.
- Po kvapkách pridávajte vodu a miešajte, kým nevznikne hustá kaša, ktorá drží na drôte.
- Drôty ponorte do kaše alebo ju na ne naneste tak, aby asi tretina až polovica drôtu zostala voľná na držanie.
- Prskavky nechajte dôkladne vyschnúť na vzduchu (najlepšie cez noc), mimo zdrojov tepla. Pre hrubšiu vrstvu nanášanie po zaschnutí zopakujte.
- Vonku, na nehorľavom podklade, prskavku podržte kliešťami za voľný koniec a zapáľte ju od vrchu.
- Pozorujte oslnivé svetlo a iskry. Dohorený drôt vložte do vedra s pieskom alebo vodou.
pozor
Bezpečnosť
- Zmes oxidovadla s kovovými práškami pripravuje len učiteľ a v malých množstvách. Suchá zmes je citlivá na iskru, trenie a plameň.
- Zlúčeniny bária sú jedovaté pri požití aj vdýchnutí prachu. Pracujte v rukaviciach, nejedzte ani nepite pri práci a po nej si dôkladne umyte ruky.
- Hliníkový prášok je horľavý, jeho rozvírený prach je výbušný. Nádobu s ním držte ďalej od ohňa.
- Prskavky nesušte v rúre, na radiátore ani na priamom slnku.
- Zapaľujte ich vonku, s ochrannými okuliarmi, ďaleko od horľavých materiálov a od tváre. Dym nevdychujte.
- Drôt po dohorení zostáva ešte dlho rozžeravený a spôsobuje popáleniny. Nechytajte ho a nehádžte na zem, kde by mohol niečo zapáliť.
- Zvyšky zmesi nesypte do koša ani do odpadu, zlikvidujte ich podľa pokynov učiteľa.
tipy a zaujímavosti
Doplňujúce info
- Prečo prskavka nehorí naraz? Zmes je pevne zlepená dextrínom, a tak horí len jej tenká vrstvička, ktorá sa postupne posúva po drôte smerom nadol.
- Ak do zmesi nepridáme oxidovadlo, zlepená vrstva kovových práškov sa zapáli len veľmi ťažko alebo vôbec. Voľne rozsypané jemné železo však na vzduchu horí, lebo kyslík sa dostane ku každému zrnku.
- Kupované prskavky sa nesmú používať v uzavretých miestnostiach, na torte ani v blízkosti záclon, hoci vyzerajú nevinne.