Havai fişekler antik Çin’de 2000 yıl kadar önce şeytani ruhların kovulması amacıyla, karabarutun icadının bir uzantısı olarak keşfedilmiştir.Daha sonraları yeni yıl kutlamaları başta olmak üzere birçok kutlamanın geleneksel bir parçası olmuştur.
Siz peki onların nasıl çalıştığını hiç merak ettiniz mi ?
Farklı çeşitlerde havai fişekler mevcuttur.Havai fişeklerin her farklı türü karakteristik özelliklere sahiptir ama genel özellikleri aynıdır.Bu genel özellikleri de maytap, torpil ve gökyüzü roketleri üzerinde inceleyeceğiz.
Torpil
Orjinal havai fişek aslında torpildir.Torpil en basit formuyla kağıt içine konulmuş barut ve fitilden oluşmaktadır.Barut ise %75 potasyum nitrat (KNO3), %15 kömür (karbon) yada şeker ve %10 sülfürden oluşur.Yeterli sıcaklık uygulandığında bu maddeler birbiriyle reaksiyona girer ve patlama gerçekleşir.Yeterli sıcaklıkda fitili yakmakla elde edilir.
Kömür yada şeker yakıttır.Potasyum nitrat oksidan, ve sülfür de reaksiyonu yönetir. Karbon (kömür yada şekerden) ve oksijen (hava ve potasyum nitrattan) karbondioksit ve enerji oluştururlar.
Potasyum nitrat, karbon ve sülfür; nitrojen, karbon dioksit gazı ve potasyum sülfite dönüşür.Nitrojen ve karbondioksitin genişlemesi sonucu oluşan basınç torpili patlatır.Patlamada meydana gelen yüksek ses barutun sarılı olduğu kağıdın parçalanması sonucu çıkar.
Maytap
Maytap katı bir çubuk veya tel üzerine kaplanmış kimyasal bir karışımdan meydana gelir.Bu kimyasallar bir tüp içinde su ile birlikte karıştırılarak bulamaç gibi bir form elde edilir sonrasında da tel bu karışıma daldırılar.Karışım kuruduğunda ise maytabınız hazır.
Alüminyum, demir, çelik, çinko yada magnezyum tuzu parlaklık vermek, ışıldayan kıvılcımlar elde etmek için kullanılabilir.Basit bir maytap yapımında; potasyum perklorat ve dekstrin su ile teli kaplaması için karıştırılır.Ardından alüminyum taneciklerine batırılır.Renklendirmek için ise çeşitli karışımlar kullanılır.
Yakıt, oksitleyici ve diğer kimyasallar belirli oranlarda karıştırıldığı için maytap patlamak yerine yavaşça yanar.
Gökyüzü Roketleri
Havai fişek dendiğinde insanın aklına ilk gelen modellerdir.Gökyüzünde patlayarak muhteşem görseller oluşturan havai fişek modelleridir.
Bazı modern havai fişekler de fırlatmak için basınçlı sıkıştırılmış hava ve patlaması içinde elektronik zamanlayıcı kullanılır.Ancak çoğu model de fırlatmayı ve patlamayı sağlayan baruttur.
Barut esaslı roketler aslında iki bölümden oluşur.İlk bölüm; barutu içeren ve fitil bulunduran büyük bir torpile benzeyen tüp kısmıdır.Torpilden farkı burda kullanılan barut tüpü patlatmak yerine havaya doğru fırlamasını sağlar.Tüpün alt kısmında bir delik bulunur.Genleşen nitrojen ve karbondioksit gazları bu delik sayesinde tüpü iterek roketi gökyüzüne fırlatır.İkinci bölüm; barut, oksitleyici madde ve renklendiricilerin olduğu paket kısmıdır.Bu kısım havai fişeğin şeklini belirleyen kısımdır.
Havai Fişek Renkleri
Havai fişeklerin renkleri genelde yıldız adı verilen ve yakıldığında kuvvetli ve parlak ışık veren karıştırılmış kimyasallarla üretilir.
Yıldızlar 5 temel karışımdan oluşur.
- Yakıt : Yıldızların yanmasını sağlar
- Oksitler : Bu bileşim oksijen üreterek yakıtın daha iyi yanmasını sağlar.
- Renk : Kimyasallar tarafından üretilir.
- Tutkal : Yıldızları oluşturan kimyasalların bir arada kalmasını sağlar.
- Klor verici : Renkli alevin gücünü artırır. Bazen oksitlerde bu işlevi yerine getirir.
Yaygın olarak kullanılan kimyasallar aşağıda tablo haline getirilmiştir. Renk veren tüm kimyasalların havai fişeklerede renk verecek anlamına gelmez. Fakat aşağıdaki kimyasallar doğru hazırlanmış karışımlarda saf ve parlak ışık verir.
| Renk | Metal | Örnek Karışım |
|---|---|---|
| Kırmızı | Stronsiyum (parlak kırmızı) Lityum (normal kırmızı) |
SrCO3 (stronsiyum karbonat) Li2CO3 (lityum karbonat) |
| Turuncu | Kalsiyum | CaCl2 (kalsiyum klorür) |
| Sarı | Kalsiyum | CaCl2 (kalsiyum klorür) |
| Yeşil | Baryum | BaCl2 (baryum klorür) |
| Mavi | Bakır | CuCl2 (bakır klorür), düşük sıcaklıkta |
| Çivit mavisi | Sezyum | CsNO3 (sezyum nitrat) |
| Menekşe rengi | Potasyum Rubidyum |
KNO3 (potasyum nitrat) RbNO3 (rubidyum nitrat) |
| Altın | Odun kömürü, demir veya lamba isi | |
| Beyaz | Titanyum, alüminyum, berilyum veya magnezyum tozu |
Genellikle Mag Yıldızı olarak adlandırılan en parlak yıldızlar alüminyumla yakıtlandırılır. Magnezyum ise düşük oksit özelliği nedeniyle havai fişek endüstrisinde nadir olarak kullanılır. Sıkça her metalin bir alaşımı olan magnalyum kullanılır. Pek çok havai fişek ürününün üretiminde toksik olmayan kimyasallar kullanılır. Ama bazı kimyasallarda ise cilt hassasiyetini artırıcı veya toz nedeniyle nefes almayı zorlaştıran bir miktar toksik bulunur.
Havai Fişeklerde Kullanılan Elementler ve Kullanım Amaçları
| Sembol | Kimyasal adı | Havai fişeklerdeki kullanımı |
|---|---|---|
| Al | Alüminyum | Alüminyum gümüş ve beyaz renkli alev ve kıvılcım üretiminde kullanılır. Kıvılcım için kullanılan en yaygın kimyasaldır. |
| Ba | Baryum | Baryum yeşil renk üretmek için ve kararsız maddelerin daha kararlı hale getirilmesinde kullanılır. |
| C | Karbon | Karbon havai fişeklerde itici gücü oluşturan kara barutun ana maddesidir. Karbon havai fişekler için yakıt sağlar. Karbonun havai fişeklerde ki ana formları siyah karbon, şeker ve nişastadır. |
| Ca | Kalsiyum | Kalsiyum havai fişeklerin rengini koyulaştırmak için kullanılır. Kalsiyum tuzu turuncu renk üretimde kullanılır. |
| Cl | Klor | Klor havai fişekler içerisindeki oksitlenme için önemli bir kimyasaldır.Renk üreten pek çok metal tuzu içerisinde klor bulunur. |
| Cu | Bakır | Havai fişeklerde mavi renk üretiminde kullanılır. |
| Fe | Demir | Demir kıvılcım çıkartmak için kullanılır. Metalin sıcaklığı kıvılcımın rengini belirler. |
| K | Potasyum | Potasyum havai fişek karışımlarında oksitlenmeye yardım eder. Potasyum nitrat, potasyum klorat ve potasyum perklorat önemli oksitleyicilerdir. |
| Li | Lityum | Lityum metali havai fişeklerde kırmızı renk üretiminde kullanılır. Özellikle lityum karbonat en önemli renk vericidir. |
| Mg | Magnezyum | Magnezyum yandığında çok parlak ışık üretir. Böylece beyaz kıvılcım eklemek ve havai fişeklerin bütün rengini parlatmak için kullanılır. |
| Na | Sodyum | Sodyum havai fişeklerde altın ve sarı renk üretiminde kullanılır. Renk o kadar parlak olur ki diğer renkleri kapatır. |
| O | Oksijen | Havai fişeklerin yanma reaksiyonları oksitlenme içerir. Oksitler genellikle nitratlar, kloratlar ve perkloratlardır. Bağzen bu kimyasallar oksijen ve renk üretmek için de kullanılır. |
| P | Fosfor | Fosfor havada anında yanar ve bağzı karanlık efektlerin korunu oluşturur. Havai fişeğin bileşimindeki yakıt olarakta kullanılabilir. |
| S | Kükürt | Kükürt itici yakıt olan kara barutun elemanlarından biridir. |
| Sb | Antimon | Havai fişeklerdeki pırıltı efektini oluşturmak için kullanılır. |
| Sr | Stronsiyum | Stronsiyum tuzu havai fişeklerde kırmızı rengi verir. Stronsiyum bileşikleri havai fişek karışımlarının kararlılık seviyelerini ayarlamak için de olduçça önemli bir kimyasaldır. |
| Ti | Titanyum | Titanyum metali toz veya parçacık halinde yakıldığında gümüş renkli kıvılcım verir. |
| Zn | Çinko | Mavimsi beyaz bir metal olan çinko havai fişek ve diğer proteknik malzemelerde duman efekti yapımında kullanılır. |
Kaynak 1 : wikipedia
Kaynak 2 : chemistry.about.com
