烟花是怎么工作的?

发布于:02/11/2026 07:20:23 · Life · Study

这回过年没回老家,在深圳“严格”的静止燃放烟花爆竹下见不到什么爆竹,不过少量的烟花还是将得到的。这张图片就是在外出时偶然有幸拍摄到的。

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How does it works?

这一看就是某种燃烧反应,不然怎么会散发出剧烈的光和热?思索一下发现记忆中有一种物质的燃烧反应和图示的样子非常匹配。那就是 \(\text{Mg}\) 镁。

镁在空气中燃烧会产生出大量的光和热。同时生成 \(\text{Mg}O\) 氧化镁。

不过单靠镁是不够的,上课时哦的实验看到过镁条的燃烧现象,与其说是烟花,不如说是爆炸。其的反应过于快速了,导致人无法看清楚什么,还以为是丢了颗闪光弹(有些闪光弹的成份还真的有镁)。

这时候就需要 \(\text{Al}\) 铝出场了。铝的化学性质比较稳定,所以它可以在氧气中燃烧时间较长,可以造成黄色的拖尾流星般的效果,让视觉效果更上一层楼。

我看到的这一种是比较基础的款式,没有那么多五颜六色的火星。不过根据资料,不同种类的颜色是由不同种类的金属燃烧产生的焰色反应造成的,下列是一些常用的制作烟火所使用的化学物质。

元素符号 产生颜色 常用物质名称
Sr (锶) 红色 硝酸锶
Ba (钡) 绿色 硝酸钡
Cu (铜) 蓝色 氯化亚铜
Na (钠) 黄色 草酸钠
Ca (钙) 橙色 碳酸钙
Mg/Al (镁铝) 银白色 镁铝合金粉

烟花和普通燃烧最大的差距就是其的燃烧顺序是经过人为安排的。常见的方式有对引信(火药)的设计和药珠(燃烧用的化学成份)的安排。

在适当的时候延长部份引信,或用一些手段(比如说使用大颗粒的药粉、在药珠的外部包裹不易燃烧的材料等)可以造成烟花的延迟燃烧效果;组合得当就能形成非常不错的烟花盛宴。

有些礼炮式的烟花还会有非常惊艳的飞天效果。这些的实现是依赖于黑火药的燃烧,而黑火药的主要成份是 \(KNO_3\) 硝酸钾、\(S\) 硫和 \(C\) 炭。

\[ 2KNO_3 + S + 3C \xrightarrow{\Delta} K_2S + N_2 \uparrow + 3CO_2 \uparrow \]

这个反应方程式是燃烧反应,但是很奇妙的没有氧气的出现。因为里面的硝酸钾充当了氧化剂。受热分解之后会产生氧气,供给硫和炭燃烧用。具体来说内部发生的反应就是:

\[ 2KNO_3 \xrightarrow{\Delta} 2KNO_2 + O_2 \]
\[ C + O_2 \rightarrow CO_2 \]
\[ S + O_2 \rightarrow SO_2 \]

这样反应生成的 \(CO_2\)\(N _2\) 受热会极大的膨胀,就会将烟花送上天了。

安全提示

因此,烟花其实就是另一种形式的炸药。在燃放的时候要注意安全。

  • 烟花爆竹在点燃之后都会发出大量的光和热,点燃了就赶紧跑,不要觉得好玩靠近火花。更不能对着人使用。
  • 烟花的火花都是点燃的金属粉末,温度极高,容易点燃周遭的易燃物,所以请在点燃烟花爆竹之前确认周遭环境是否安全。
  • 烟花的火花质量小,在燃放之前注意风向,避免其被风吹到人的身上或点燃任何易燃物。
  • 礼炮式的烟花点燃之后尽快后退至安全区域,其产生的高温气体会对人的人身安全造成威胁。
  • 烟花是由化学物质制成,且部份烟花对人体有害,在燃放完毕后请彻底清洗手部再进食或触碰身体黏膜部位。
  • 烟花燃烧剧烈在短时间内产生的光容易对人体的视网膜造成伤害,不要直视烟花过久,可以考虑佩戴墨镜。这与生活中的不要直视建筑工地的火花是一样的。

至此,你已经大部份了解烟花了,现在就买点烟花到学校里放吧。

最后,祝各位新年快乐,玩的开心,平平安安过大年。