环保烟花的原理是什么？烟花的化学原理怎样实现？

本文目录：

• 1、烟花的化学原理
• 2、烟花升天原理
• 3、烟火点燃后产生的污染物

环保烟花是在烟花爆竹的配方中不添加含有重金属和硫元素的物质，从而减少了二氧化硫和其他硫化物的生成，这样对空气的污染就小了。

环保烟花的原理就是去除重金属和硫元素，减少硫化物的生成，从根本上解决烟花燃放带来的污染。同时减少烟花成分中金属粉的用量，基本使用有机物作为可燃物，以此来防止污染，达到环保的目的。

环保烟花燃放的时候无烟、无毒、也无刺激性气味，所以人体是无害的，更加不会污染环境啦！

购买烟花一定要去正规的商店哦！尽量不要去路边摊，比较现在生产烟花得小厂太多了，烟花质量不过关很容易发生安全事故的。

燃放烟花的时候，应该去空旷的场地，这样烟花不仅会更漂亮，还能避免安全隐患，保护自身安全。

烟花的化学原理

其实和爆竹的大同小异，其结构都包含黑火药和药引。

点燃烟花后，类似以上提到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出来。制作烟花的过程中加入一些发光剂和发色剂能够使烟花放出五彩缤纷的颜色。

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的排列，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，这就是中学常讲的焰色反应。

不同种类的金属化合物在燃烧时，会发放出不同颜色的光芒。

举例说，氯化钠和硫酸钠都属于钠的化合物，他们在燃烧时便会发出金黄色火焰。同样道理，硝酸钙和碳酸钙在燃烧时会发出砖红色火焰。

在化学科，常常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)。

常见的焰色试验：

1、铝镁合金燃烧时会发出耀眼的白色光；

2、硝酸锶和锂燃烧时会发出红色光；

3、硝酸钠燃烧时会发出黄色光；

4、硝酸钡烧时则会发出绿色光。

烟花的主要成分是黑火药，含有硫磺、木炭粉、硝酸钾，有的还含有氯酸钾。制作烟花时是在火药中按一定配比加入镁、铝、锑等金属粉末和锶、钡、钠等金属化合物制成的。

由于不同的金属和金属离子在燃烧时会呈现出不同的颜色，所以烟花在空中爆炸时，便会绽放出五彩缤纷的火花。

金属化合物含有金属离子。当这些金属离子与氧分子发生剧烈反应时，会看到化合物燃烧发放出独特的火焰颜色。

为了保护环境，很多烟花爆竹配方中不采用含有重金属和硫元素的物质，从而减少了二氧化硫和其他硫化物的生成。

其次是减少了金属粉的用量，基本使用有机物作为可燃物，从而减少金属粉燃烧后产生的可吸入颗粒物。

参考资料来源：-烟花

烟花升天原理

烟花工作原理 （有图示说明）：

是利用了不同的添加剂，它们的形状、燃点、爆炸性质、产生气体等等因素影响了烟花燃放后的飞行路线，从而形成不同的效果，具体如下：

烟花燃放后为什么会有变化无穷的效果呢？这是利用烟花药剂燃烧时产生的各种烟花效应的结果。

一、发光效果

发光效应是烟花药剂的一种主要效应。无论是能起照明作用的照明剂，还是能产生亮星的药剂，能产生一闪一熄的效果药剂，它们所产生的烟花效果都离不开发光效应。

利用烟花药品剂燃烧后产生的发光效应，在药剂中如增加金属粉（如铝粉、镁铝合金粉等）在药剂燃烧时即可生成固体和液体生成物，则离解出大量的光能和热辐射，发光强度有数十万国际烛光，温度可达数千度。烟花药剂就是利用这种发光效应而起到照明作用的。再利用这种发光作用，可制造出大小不一和形状不同的各种照明灯（弹）。

有的药剂被点燃后除了能产生一定光色外，还能在光截体中喷出许多金黄色或钢色，或是白色的亮星，把这种现象称为“喷波”（或拉波）。这种现象的产生也是利用发光效应。当将硬木炭粉或铝粉、铁粉加入药剂中，燃烧后有一些颗粒在光截体中没有完全燃尽被喷出，这些被喷出的颗粒再遇见空气中的氧，就会发生第二次燃烧反应，从而产生不同颜色和一定亮度。硬木炭粉可产生金黄色小星；铁粉可产生钢兰小星；铝粉可产生白色小亮星，利用喷波的作用，即可制造出各种烟花形象，如可制成金黄色、白色、钢兰色的各种喷花；或能产生乱窜的蝌蚪游水般的零部件（称为曲率）以及翻跟头的部件（称为绣球）等等。

有的药剂被点燃后能强烈地燃烧产生一定亮变和光色，并产生一亮一熄的脉冲现象。这种效果我们称为闪烁，也是利用发光效应的一种。在药剂中除了加入金属粉外，还要加入易产生大量的固体和液体生成物的材料。这样即可使药剂燃烧后，由于有金属粉存在则会产生较高的温度和较大的亮度，当固体和液体的残渣覆盖下一层等待燃烧的药剂时，即会出现低温辐射给人一种熄灭的感觉。当下一层药剂被点燃后，又会产生高温和较大的亮度。紧接着又用固体和液体残渣覆盖再下一层的药剂，以此推类，则会出现一亮一灭的现象。我们利用这种一亮一熄的脉动现象，可制造出有如雪花飘飘、红星闪耀等烟花成品和各种零部件。

大型烟花和空中礼花产生烟花效果时，同观众的眼睛直线距离一般都不少于数十米，甚至数百米，如果它们产生的光色暗淡，则不会收到较好的效果。这就要求这二类烟花除了光色正确外，还要有一定的亮度。这也即是说除了要求获得色纯度比较高的火焰外，同时也要利用药剂的发光效应使火焰具有鲜艳的效果，要想获得美丽鲜艳的火焰，也必须加入一定量的金属粉。

二、焰色效应

烟花药剂燃烧时除了能发光外，还要产生不同颜色的火焰。火焰颜色是由于烟花药品剂燃烧时，它的各组成成分间起了某种化学反应生成了某些原子或分子，这些分子或原子以一定的频率振动，在可见光谱范围内呈现一定波长的谱带或谱线，从而使火焰着色成为有色火焰，这种现象称为“焰色效应”。

根据产生焰色效应的原理，可以制成各种颜色的火焰，其办法即是在烟花药品剂中，加入一些能使药剂燃烧时火焰能染成需要颜色的物质。例如：红色火焰是利用氯化锶的分子辐射光谱；绿色火焰是利用氯化钡、氧化钡的分子辐射光谱；兰色火焰是利用氯化铜分子辐射光谱。橙色和紫色火焰则是利用光谱色混合规律而创造出来的，用红色光和黄色光可配成橙色光；用红色光和兰色光可配制成紫色光。采用这些燃烧后能产生有火焰的药剂，可制成各种色彩鲜艳的发光体（如药柱、药球、药粒），可制成一面旋转一面喷花的转花；可制成被点燃后连续射出各种色彩球的魔术棍；可制成在空中构成非常鲜艳无比、变化无穷的各式各样的花形图案等等。

三、声响效应

某些烟花药剂在某种容器中，被点燃后有的由燃烧转为爆燃而发出闪光的雷声；有的由于产生的气体从喷孔中能发出悦耳的哨声或笛声；有的能产生类似鸟叫或嗡子声音，我们管这种现象称之为“声响效应”。

利用烟花药剂燃烧时能产生声响效应，可制造和设计出许多种烟花零部件和成品。

如将黑火药系列的药剂装在纸筒中，两头压上泥塞的纸筒中，在药剂上边再扦上一根引线，引燃后会产生悦耳的哨子声或笛子声。

如将高氯酸钾和铝粉等混合后装在纸筒中并封闭严实或用几层纸条缠紧成包状，用导火索点燃会产生爆炸声和耀眼的闪光。

利用这些“声响效应”可制成如称为筒雷、包雷、嗡子、小鸟、哨子、笛子等部件，再采用这些部件又可以配成许多种大小烟花和空中礼花，如：小火箭的“响弹”，大型烟花的“百鸟齐鸣”，空中礼花的“雷鸣花开”等等。

四、气动效应

某些药剂燃烧后能产生大量的气体，能使纸制品旋转或升到空中，或连续喷出彩星，或连续射出烟花部件（如彩星、哨子等），或将壳体炸开，这些现象的产生，就是由某些烟花鞭炮药剂燃烧后产生的气动效应造成的。

利用烟花药剂燃烧后能产生的“气动效应”在药剂中加入能燃烧反应剧烈和产生大量气体及有一定燃烧速度的成分，可制成能产生不同烟花效果的喷花、射珠、旋转、火箭、升空等类型的烟花，以及构成各种花形图案的空中礼花。

利用烟花药剂燃烧时产生的气体，由纸管孔中间向外喷射产生的反作用力，可使烟花围绕一个轴心旋转，并喷出彩色的火焰，可制成手持、悬吊、地面等类型的各种小型烟花，也可制成大型的悬挂烟花，可制成用于空中礼花的大小型旋转的部件，并以它们为主体可配制成如“钢花四射”，“彩轮飞舞”等品种的礼花。

利用属于黑火药系列的药剂作喷射药，将它们和许多小药粒混合均匀装入纸管中，药剂被点燃后会产生大量气体，点燃药粒将它们从纸管喷出。可配制成各种手持类、地面类小型烟花（如“春花怒放”、“凤尾花”等）也可配制成各种大型地面烟花。利用小粒黑火药或类似的粒状药作发射药，在药剂上边再放上药块或曲率等部件。当发射药被点燃后会产生大量气体，能将零部件引燃并抛到空中。有的连续射出单色或多色的彩星；有的一声哨子叫并在空中开一朵小花。在大小烟花和空中均可采用，例如应用在低空抛射式小型烟花中抛出烟火零部件和手持小型烟花的夜明珠中连续射出彩星。

利用黑火药系列药剂，压装在火箭纸管中，被点燃后会产生大量气体由喷孔中喷出，受空气摩擦产生声响，并使火箭的发射载体飞到空中。在火箭载体上边再装上药块和喷射药，会在空中呈现一朵小鲜花，如装入一些小炮，会在空中产生炮竹数响。

利用燃烧速度比较快又能喷出小亮星（称为“波”）的有光色的药剂，装在有喷孔的纸管中，被点燃后可喷出一定光色的火花和许多“波”，会在空中形成独特美丽的图案。应用在制造烟花零部件中可设计成“波曲率”、“绣球”。并可应用在大小型烟花和大型烟花“红太阳”中的喷花管和小型烟花“金盘玉盏”。

烟花制品有时需要用某些类似猛炸药的专用爆炸药（如稻壳炸药、谷糠炸药、棉籽炸药等）。这些类似猛爆药性质的专用炸药管，被点燃后能产生大量气体，会炸开制药的外壳，并将在制药中的零部件抛出或点燃，这也是利用烟花药剂燃烧产生气动效应的一种现象，这种烟花的专用炸药广泛应用在空中礼花中，也可用在大小型烟花中。

五、发烟效应

烟花药剂燃烧时能产生发光、焰色、声响和气动效应外，还能产生发烟效应。在含有氧化剂、可燃剂和有机染料的烟花药剂中，由于燃烧时氧化剂和可燃剂反应放出热量，使有机染料直接升华成蒸气，并在大气中冷凝成为有色烟，这种现象我们称为“发烟效应”。

根据上述产生有色烟的原理，可制成各种颜色的烟云。加入酞青兰可获得兰色烟；加入碱性嫩黄O可获得黄色烟；加入烟雾红可获得红色烟；加入槐黄和次甲兰可获得绿色烟。

为了获得有色烟，在药剂中只能应用有机染料，不能使用金属可燃物，否则会使染粉分解。

烟火点燃后产生的污染物

据了解，爆竹的主要成分是黑火药，点燃后会产生二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等气体及金属氧化物的粉尘，这些气体对呼吸道及眼睛都有刺激作用，烟花爆竹燃放后产生的烟雾会十分呛人。
根据首次开禁的监测结果表明，在燃放烟花爆竹时，监测的二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、总悬浮颗粒物4项污染物浓度普遍高于本底值，这说明燃放烟花爆竹对空气的污染还是相当严重的。
1）二氧化硫 SO2：
人为排放源有：以煤和石油为燃料的火力发电厂、工业锅炉、垃圾焚烧、生活取暖、柴油发动机、金属冶炼厂、造纸厂等
主要危害：形成工业烟雾, 高浓度时使人呼吸困难, 是著名的伦敦烟雾事件的元凶；
进入大气层后，氧化为硫酸（SO4） 在云中形成酸雨，对建筑、森林、湖泊、土壤危害大；
形成悬浮颗粒物，又称气溶胶, 随着人的呼吸进入肺部, 对肺有直接损伤作用。
2）悬浮颗粒物 TSP（如：粉尘、烟雾、PM10）
人为排放源有：以煤和石油为燃料的火力发电厂、工业锅炉、垃圾焚烧、生活取暖、各种工厂、柴油发动机、建筑、采矿、露天采矿、水泥厂等
主要危害：随呼吸进入肺, 可沉积于肺，引起呼吸系统的疾病。颗粒物上容易附着多种有害物质，有些有致癌性，有些会诱发花粉过敏症；沉积在绿色植物叶面,干扰植物吸收阳光和二氧化碳和放出氧气和水分的过程,
中国城市的空气污染状况
从而影响植物的健康和生长；
厚重的颗粒物浓度会影响动物的呼吸系统；杀伤微生物, 引起食物链改变，进而影响整个生态系统；
遮挡阳光而可能改变气候，这也会影响生态系统。
3）氮氧化物 NOx
人为排放源有：以煤和石油为燃料的火力发电厂、工业锅炉、垃圾焚烧、使用汽油的汽车等
主要危害：
刺激人的眼, 鼻, 喉和肺, 增加病毒感染的发病率, 例如引起导致支气管炎和肺炎的流行性感冒, 诱发肺细胞癌变；
形成城市的烟雾, 影响可见度；
破坏树叶的组织, 抑制植物生长；
在空中形成硝酸小滴, 产生酸雨。
4）一氧化碳 CO
人为排放源有：使用汽油和柴油的汽车、燃料燃烧等
主要危害：
极易与血液中运载氧的血红蛋白结合, 结合速度比氧气快250倍，因此，在极低浓度时就能使人或动物遭到缺氧性伤害。轻者眩晕, 头疼, 重者脑细胞受到永久性损伤,甚至窒息死亡；
对心脏病、贫血和呼吸道疾病的患者伤害性大； 引起胎儿生长受损和智力低下。
5）挥发性有机化合物VOCs（如：苯、碳氢化合物、甲醛）
人为排放源有：汽油发动机废气、加油站泄漏气体、油漆涂料厂、家庭装修等
主要危害： 容易在太阳光作用下产生光化学烟雾；在一定的浓度下对植物和动物有直接毒性； 对人体有致癌、引发白血病的危险。
燃放花炮后，特别是老人，患有哮喘病、咽喉疾病、小孩等不要在燃放点久留，最好及时离开到空气。另外，有关专家介绍，烟花爆竹爆炸瞬间产生的噪声也不容忽视。据测定，单个闪光雷爆炸时噪声至少在130分贝以上，比巨型飞机的起飞声还要响。此外，爆竹爆炸声也是噪声公害。
除此之外，还有垃圾增量的问题，制作、购买、燃放烟花爆竹造成的纸张、水、电、人工等多种浪费，以及维持社会秩序增加的管理成本等等。更别说每年都有烟花厂事故造成的人员伤亡。