Khoa học về pháo hoa - Pháo hoa thật thú vị nhưng NGUY HIỂM!

Pháo hoa là vụ nổ của nhiều viên bột nhỏ màu đen được gọi là các ngôi sao. Thành phần chính trong pháo hoa là chất bột màu đen, khi bắt lửa (đốt trên ngọn lửa) sẽ phát nổ. Ngoài bột đen, khi bắn pháo hoa còn chứa các hóa chất hoặc kim loại khác nhau để tạo màu sắc nhất định. Các ngôi sao được sắp xếp có chủ đích để tạo ra nhiều hình dạng hoặc hình ảnh pháo hoa khác nhau. Sau đây là khoa học về pháo hoa mà chuyên mục hóa học đời sống mang đến cho bạn đọc.

1. Vật lý của pháo hoa

Các chất hóa học chứa bên trong pháo hoa khi nổ sẽ phát ra lượng năng lượng hóa học lớn. Các năng lượng hóa học bị khóa bên trong chúng được chuyển đổi thành bốn loại năng lượng khác nhau đó là nhiệt, ánh sáng, âm thanh và động năng của chuyển động.

Khoa học pháo hoa

Theo một định luật vật lý cơ bản được gọi là bảo toàn năng lượng (một trong những định luật khoa học cơ bản và quan trọng nhất điều chỉnh cách hoạt động của vũ trụ), tổng năng lượng hóa học chứa trong pháo hoa trước khi nó bốc cháy phải bằng tổng năng lượng còn lại trong đó. Sau khi nó phát nổ, cộng với năng lượng được giải phóng dưới dạng ánh sáng, nhiệt, âm thanh và chuyển động.

Vật lý cũng giải thích tại sao pháo hoa bắn lên không trung. Khi cháy, pháo hoa được cung cấp năng lượng bởi hành động và phản ứng (còn được gọi là định luật chuyển động thứ ba của Newton ) theo cách giống hệt như tên lửa vũ trụ hoặc động cơ phản lực. Khi thành phần hóa học sinh ra khí thải nóng bắn ngược lại. Lực của các khí thải bắn ngược lại giống như vụ nổ phát ra từ động cơ tên lửa và tạo ra một lực "phản lực" ngang bằng và ngược chiều đưa pháo hoa bắn lên không trung. Nên Pháo hoa hoạt động như thế nào? 

2. Hóa học pháo hoa

Pháo hoa nổ về bản chất là một số phản ứng hóa học xảy ra đồng thời hoặc theo trình tự nhanh chóng. Khi bạn thêm một ít nhiệt, bạn sẽ cung cấp đủ năng lượng kích hoạt (năng lượng khởi động phản ứng hóa học) để tạo ra các hợp chất hóa học rắn bên trong pháo hoa cháy với oxy trong không khí và tự chuyển hóa thành các hóa chất khác, giải phóng khói và khí thải như carbon dioxide, carbon monoxide và nitơ trong quá trình này. 

Ví dụ, đây là một ví dụ về một trong những phản ứng hóa học có thể xảy ra khi thuốc súng chính bốc cháy:

2KNO (kali nitrat) + S (lưu huỳnh) + 3C (cacbon ở dạng than củi) → K2S (kali sunfua) + N2 (khí nitơ) + 3CO2 (cacbon đioxit)

Màu sắc của pháo hoa rất rực rỡ

Thành phần hóa học của pháo hoa gồm nguồn nhiên liệu (thường là bột than đen), chất oxy hóa (các hợp chất như nitrat, clorat tạo ra oxy) và hỗn hợp hóa học tạo màu. Pháo hoa có màu sắc từ các hợp chất kim loại (còn được gọi là muối kim loại). Vì khi đốt kim loại trong ngọn lửa nóng (chẳng hạn như lò đốt Bunsen trong phòng thí nghiệm trường học), chúng sẽ phát sáng với màu sắc rất mạnh - đó chính xác là những gì đang xảy ra trong pháo hoa. Các hợp chất kim loại khác nhau cho màu sắc khác nhau. Mời các bạn xem chi tiết hơn màu sắc hóa học ở đây nhé!

3. Pháo hoa thật thú vị - nhưng NGUY HIỂM

Pháo hoa có màu sắc như thế nào

Pháo hoa có màu sắc từ sự kết hợp của sợi đốt và chất phát quang.

Sợi đốt là ánh sáng đỏ, cam, vàng, trắng và xanh lam được tạo ra bằng cách nung nóng kim loại cho đến khi nó phát sáng. Đây là những gì bạn thấy khi đặt xi vào lửa hoặc đốt nóng bộ phận đầu đốt của bếp.

Hầu hết màu sắc đến từ sự phát quang. Về cơ bản, muối kim loại trong pháo hoa phát ra ánh sáng khi chúng được đốt nóng. Ví dụ, muối stronti tạo ra pháo hoa màu đỏ, trong khi muối đồng và bari tạo ra màu xanh lam và xanh lục. Ánh sáng phát ra là cơ sở cho phép thử ngọn lửa trong hóa học phân tích, giúp xác định các nguyên tố trong một mẫu chưa biết.

- Pháo hoa mang lại niềm vui và niềm vui cho hàng triệu người mỗi năm, nhưng chúng phải được đối xử hết sức cẩn trọng vì chúng cực kỳ nguy hiểm . 

- Khi đốt pháo hoa giống như là một tên lửa nổ. Đến quá gần nó và nó có thể làm bạn bị bỏng nặng, khiến bạn bị biến dạng suốt đời, hoặc thậm chí có thể giết chết bạn. 

Pháo hoa thú vị nhưng nguy hiểm

- Độc hại từ các chất hóa học

+ Bari gây nên chứng thắt khí quản và một số chứng bệnh liên quan đến hô hấp và các bệnh nhân liên quan đến hen suyễn

+ Percholorate cũng là một chất gây hại có trong pháo hoa. Nó có thể gây suy giảm chức năng tuyến giáp, làm nguồn nước nhiễm độc, từ đó dẫn đến nhiều căn bệnh nghiêm trọng khác.

 + Khi cháy, pháo hoa giải phóng khói và khí thải như lưu huỳnh đioxit, carbon dioxide, carbon monoxide và nitơ  cũng không tốt khi hít phải với nồng độ cao.

+ Pháo hoa phát sáng với cường độ mạnh gây chói mắt do ánh sáng không phù hợp điều này rất có hại cho chúng ta bởi nó có thể dẫn đến tình trạng mỏi mắt, mờ mắt, giảm thị lực…

- Mỗi năm, thiệt hại hàng triệu đô la do pháo hoa lạc đốt cháy tài sản và cũng có những điều đáng lo ngại mà pháo hoa gây ra cho vật nuôi.

 Lời kết

Trên đây là Khoa học về pháo hoa mang đến nhiều thú vị cho đời sống con người. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích từ pháo hoa thì còn mang đến những sự nguy hiểm nhất định. Cho nên kiến thức hóa học về pháo hoa chúng ta cần có để hạn chế tối thiểu những tác hại mà chúng mai lại. Chúc các bạn đọc vui vẻ và học tốt nhé!