Ne visi uguņošanas piederumi ir radīti vienādi. Piemēram, ir atšķirība starp petardes un dzirkstiņu: petardes mērķis ir radīt kontrolētu sprādzienu; no otras puses, dzirkstelis deg ilgākā laika posmā (līdz minūtei) un rada spožu dzirksteļu dušu.
Dzirksteles ķīmija
Dzirkstele sastāv no vairākām vielām:
- Oksidētājs
- Degviela
- Dzelzs, tērauda, alumīnija vai cita metāla pulveris
- Degoša saistviela
Papildus šiem komponentiem var pievienot arī krāsvielas un savienojumus ķīmiskā reakcija. Bieži kokogles un sērs ir uguņošanas degviela, vai dzirksteles var izmantot degvielu kā saistvielu. Saistviela parasti ir cukurs, ciete vai šellaka. Kā oksidētājus var izmantot kālija nitrātu vai kālija hlorātu. Dzirksteleņu radīšanai tiek izmantoti metāli. Dzirksteles formulas var būt diezgan vienkārši. Piemēram, dzirksti var sastāvēt tikai no kālija perhlorāta, titāna vai alumīnija un dekstrīna.
Tagad, kad esat redzējis dzirkstiņu sastāvu, ņemsim vērā, kā šīs ķīmiskās vielas reaģē viena ar otru.
Oksidētāji
Oksidētāji ražo skābekli, lai sadedzinātu maisījumu. Oksidētāji parasti ir nitrāti, hlorāti vai perhlorāti. Nitrāti sastāv no metāla joniem un nitrātu joniem. Nitrāti atsakās no 30% sava skābekļa, iegūstot nitrītus un skābekli. Iegūtais kālija nitrāta vienādojums izskatās šādi:
2 KNO3(ciets) → 2 KNO2(ciets) + O2(gāze)
Hlorātus veido metāla jons un hlorāta jons. Hlorāti atsakās no visa skābekļa, izraisot iespaidīgāku reakciju. Tomēr tas arī nozīmē, ka tie ir sprādzienbīstami. Kālija hlorāta piemērs tā skābekļa iegūšana izskatās šādi:
2 KClO3(ciets) → 2 KCl (ciets) + 3 O2(gāze)
Perhlorātos tajos ir vairāk skābekļa, taču trieciena rezultātā tie mazāk eksplodē nekā hlorāti. Kālija perhlorāts šādā reakcijā iegūst skābekli:
KClO4(ciets) → KCl (ciets) + 2 O2(gāze)
Samazinošie līdzekļi
Reducētāji ir degviela, ko izmanto, lai sadedzinātu skābekli, ko rada oksidētāji. Šī degšana rada karstu gāzi. Reduktoru piemēri ir sērs un kokogles, kas reaģē ar skābekli, veidojot sēra dioksīdu (SO2) un oglekļa dioksīds (CO2), attiecīgi.
Regulatori
Divus reducētājus var kombinēt, lai paātrinātu vai palēninātu reakciju. Arī metāli ietekmē reakcijas ātrumu. Smalkāki metāla pulveri reaģē ātrāk nekā rupji pulveri vai pārslas. Lai regulētu reakciju, var pievienot arī citas vielas, piemēram, kukurūzas miltus.
Saistvielas
Saistvielas tur maisījumu kopā. Dzirkstelei parastās saistvielas ir dekstrīns (cukurs), kas samitrināts ar ūdeni, vai šellaka savienojums, kas samitrināts ar spirtu. Saistviela var kalpot gan kā reducētājs, gan kā reakcijas regulators.
Kā darbojas dzirksteli?
Saliksim to visu kopā. Dzirkstene sastāv no ķīmiska maisījuma, kas tiek veidots uz stingras nūjas vai stieples. Šīs ķīmiskās vielas bieži sajauc ar ūdeni, lai izveidotu vircu, ko var pārklāt uz stieples (iemērcot) vai ielej mēģenē. Kad maisījums izžūst, jums ir dzirksti. Spilgto, mirdzošo dzirksteļu radīšanai var izmantot alumīnija, dzelzs, tērauda, cinka vai magnija putekļus vai pārslas. Metāla pārslas sakarst, līdz tās ir kvēlspīdīgas un spilgti spīd vai, pietiekami augstā temperatūrā, faktiski sadedzina. Dažreiz dzirksteļus sauc par sniega bumbiņām, atsaucoties uz dzirksteles bumbiņu, kas ieskauj dzirksteļa degšanu.
Krāsu radīšanai var pievienot dažādas ķīmiskas vielas. Degviela un oksidētājs, tāpat kā citas ķīmiskās vielas, ir proporcionāli sadalīti tā, lai dzirksteles deg lēnām, nevis eksplodē kā petarde. Tiklīdz aizdegas viens dzirksteles spailes gals, tas pakāpeniski sadedzina otru galu. Teorētiski nūjas vai stieples gals ir piemērots, lai to atbalstītu degšanas laikā.
Svarīgi atgādinājumi par dzirksteli
Acīmredzami, ka dzirksteles, kas sakrājušās no degošās nūjas, rada ugunsgrēku un apdegumus; mazāk acīmredzami, ka dzirksteļos ir viens vai vairāki metāli, tāpēc tie var būt bīstami veselībai. Dzirksteles nedrīkst sadedzināt uz kūkām kā sveces vai citādi izmantot veidā, kas varētu izraisīt pelnu izlietojumu. Tāpēc droši lietojiet dzirksteles un izklaidējieties!