马上要到2022年虎年的春节了，虎年有娱，嘿嘿，我们继续科普。
在元旦晚会，大年三十儿等大小节日诸多的场景都需要美丽的烟花来点缀，我们的生活也因璀璨的烟花而越来越丰富。
大小节日等诸多的场景都需要美丽的烟花来点缀
烟花表演
电视剧《三十而已》中，女主角顾佳的老公许幻山就是烟花公司老板，这个身份吸引了我的注意力。其实，美丽的烟花中还隐藏着很多科学知识。今天我们就来说说：烟花为什么会呈现五颜六色？环保烟花真的“环保”吗？
电视剧《三十而已》中的烟花元素
烟花为什么能五颜六色呢？
烟花为什么能五颜六色呢？其实，这就涉及到烟花的成分和化学原理了。
烟花其实和爆竹的大同小异，其结构都包含黑*药火**和药引。燃放烟花，通过烟花的化学反应引发爆炸，而爆炸过程中所释放出来的能量，绝大部分转化成光能呈现在我们眼中。
烟花中黑*药火**的主要成分和化学反应
烟花中黑*药火**的主要成分和化学反应
烟花的最大特色是能够放出五彩缤纷的颜色。到底烟花内有什么神秘的成份呢？揭开神秘面纱，烟花的关键是在制作烟花的过程中加入一些发光剂和发色剂。
元素焰色反应中火焰颜色
发光剂是金属镁 (magnesium) 或金属铝 (aluminium) 的粉末。当这些金属燃烧时，会发出白炽的强光。发色剂，就其本质而言，就是一些金属化合物 (metal compound)。金属化合物含有金属离子 (metal ion)。当这些金属离子被燃烧时，会发放出独特的火焰颜色 (flame colour)。不同种类的金属化合物在燃烧时，会发出不同颜色的光芒。
钠元素的化合物，在燃烧时便会发出金黄色火焰
举例说，氯化钠 (sodium chloride / NaCl) 和硫酸钠 (sodium sulphate / Na2SO4) 都属于钠的化合物，它们在燃烧时便会发出金黄色的火焰 (golden yellow flame)。
同样的道理，硝酸钙 (calcium nitrate / Ca(NO3)2) 和碳酸钙 (calcium carbonate / CaCO3) 在燃烧时会发出砖红色火焰 (brick red flame)。
在化学实验中，会运用以上结果来测试物质中所含的金属。这类型的实验称为焰色试验 (flame test)。烟花便是利用金属的这种特性制成的。
制作烟花的人经过巧妙地排列，决定燃烧的先后次序。这样，烟花引爆后，便能在漆黑的天空中绽放出鲜艳夺目、五彩缤纷的图案了。
焰色反应的原理是每种元素都有其个别的光谱
经过巧妙地排列，决定燃烧的先后次序，颜色就丰富起来了
焰色反应，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。烟花中各种不同的元素，并有焰色反应。各元素的焰色总结如下表。
各元素的焰色
为什么烟花会升空呢？
烟花还有黑*药火**，黑*药火**成分是：硝酸钾占75％，硫占10％，木炭占15％。黑*药火**极易剧烈燃烧，其燃烧反应式是：2KNO 3＋S＋3C K2S ＋N 2↑＋3CO 2↑
记得我们刚才火焰的反应式吗？
还记得我们刚才火焰的反应式吗？从反应式可以看出，它在燃烧时可放出大量热，并使生成的气体体积膨胀24 倍。反应瞬间产生大量的氮气、二氧化碳等气体，体积急剧膨胀，压力猛烈增大，且反应放出的大量的热量会使温度急剧升高，进一步使气体膨胀，产生了强烈的推力，于是发生了爆炸。
特别要注意的是，如果这个反应是在很小的密闭容器中进行，便会导致猛烈的爆炸。
黑*药火**车爆炸波及5公里
在爆炸时，固体生成物的微粒分散在气体里，所以产生大量的烟。由于爆炸时往往有很多浓烟冒出，因此得名黑*药火**。黑*药火**爆燃瞬间温度可达1000摄氏度以上，破坏力极强。黑*药火**敏感性强，易燃烧，火星即可点燃。
*药火**与*器武**
除了烟花以外，可以说*药火**是*器武**的灵魂，还有很多其他应用，比如烟幕弹、*烧弹燃**、照明弹等。
A. 迷人的“云海”——烟幕弹
烟幕弹，能迷惑敌人的白雾。现在有些新式坦克中所放射的烟幕不仅能很好地隐蔽自己，并且这种烟幕还具有躲避红外激光、微波等侦察的功能。
烟幕弹 图源：中工网
B. 空中的“火神”——*烧弹燃**
铝粉和氧化铁也能发生非常壮观的铝热反应，军事上利用了这一性质，制成了让威震沙场的坦克也望而生畏的*热剂铝***烧弹燃**。为了攻击水中的目标，有的凝固汽油弹里添加进活泼的碱金属和碱土金属钾、钙、钡，那么一遇水就会激烈反应而产生可燃性的氢气：
Ba＋2H 2O=Ba（OH ）2＋H 2↑
穿甲*破爆***烧弹燃** 图源：央视网
*热剂铝***烧弹燃**的独特之处，我们可以从化学方程式得知，它即使没有空气的帮助，也照样能燃烧。
C. 照明弹
照明弹中通常装有镁铝和硝酸钠、硝酸钡等物质。照明弹在引爆后，金属镁在空气中迅速燃烧，它能产生几千度的高温，并释放出含有紫外线的耀眼白光。反应后所放出的热量可导致硝酸盐立即分解：NaNO 3 2NaNO2＋O 2↑产生的O 2，又进一步加速了镁、铝的燃烧反应，从而使照明弹的亮度更加夺目。
照明弹 图源：搜狐
D. *泪弹催**
*泪弹催**中装有极易挥发的液溴（Bromine），溴具有奇臭的气味，并且毒性也很大，溴蒸气能剧烈刺激人的敏感部位——眼、鼻等器官的粘膜，催人泪下，使人浑身难受。当人吸入这种毒剂后，便会引起大量的流泪，剧烈咳嗽，喷嚏不止，让人难以忍受，严重时还可引起死亡。
*泪弹催** 图源：中国日报网
环保烟花为什么“环保”吗？
过去，燃放烟花时，不小心会引起火灾和伤人事故，还会导致空气污染、噪音污染，那么现在随着环保意识的加强，会有环保烟花出来，环保烟花真的有可能存在吗？
2008年北京奥运会的开幕式 图源：北京奥运会
在2008年北京奥运会的开幕式上，鸟巢上空燃起的烟花给人们留下了深刻的印象，这种烟花的特点是无纸屑、无残渣、无刺鼻味道、烟雾小。它运用新型环保材料代替了“纸壳压力舱”，压缩空气取代了*药火**。
APEC领导人非正式会议焰火表演 图源：APEC
现在的环保型烟花，主要通过三个方面来减少污染。
A. 环保型烟花成分。在*花爆烟竹**配方中不采用含有重金属和硫元素的物质，来减少二氧化硫气体和其他硫化物的生成；
B. 环保型烟花用量。减少金属粉的用量，某些环保烟花更是全部使用有机物作为可燃物；现在更有新的专利，采用一种高流散性氟聚物基安全环保烟花发射药，其特征在于：
1）由氟聚物基安全环保烟花发射药基础配方和流散剂组成
2）通过增加流散剂,提高药剂造粒的加工性能
3）同时,进一步提升药剂的安全性能和可靠性、减缓反应体系的猛度
4）还能够降低发射药反应后对环境的噪音污染。”
C. 环保型烟花比例。通过改变氧化剂和可燃物的量来改变系统的氧平衡和燃烧温度，控制燃烧反应。
烟花行业头上一直悬挂着两把剑：环保和安全。当然了，现在很多城市出于环保、安全等方面的原因，在部分区域禁止燃放*花爆烟竹**。如果可以放烟花的话，我们也去放烟花好不好？
我们也去放烟花好不好
参考文献：
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