Chemie: dat geeft vonken!

Chemie: dat geeft vonken!

Ooh, zo mooi blauw... en waauw: wat een prachtige rode en gouden finale!' Of het nu voor de Belgische nationale feestdag is of voor de overgang naar het nieuwe jaar: vuurwerkliefhebbers laten zich met veel plezier verwonderen door het knallende spektakel aan de donkere hemel.

De neus omhoog en de ogen vol schitteringen als een pijl uit elkaar barst en een mooie gekleurde krans aan de nachthemel tekent. Fonteinen van licht, wervelende zonnen, kometen, fluitende bommetjes en veelkleurige pluimen maken het verrassende schouwspel helemaal af. Maar hoe werkt zo'n vuurwerk eigenlijk?

Onvoorspelbare vuurwerkpijlen

De geschiedenis leert ons dat Chinezen meer dan duizend jaar geleden het eerste volk waren dat lichtgevende pijlen in de lucht te schoot. Die projectielen bewogen zich voort door de ontbranding van een zwart poeder: een mengeling van houtskool, salpeter (op basis van kaliumnitraat) en zwavel.

"Zo'n pijlen gebruiken we niet meer", zegt M. Van Cleemput , hij is één van de meest gekende vuurwerkmeesters van België. Het vakmanschap wordt in zijn familie al meer dan honderd jaar doorgegeven en je kan zijn meesterschap regelmatig bewonderen, want hij orchestreert elk jaar het vuurwerk ter ere van de Nationale feestdag in het hartje van Brussel.

"De oude vuurwerkpijlen zijn te onvoorspelbaar", legt hij uit. "Ze zijn onderhevig aan wind en regen en ze hebben een houten basis nodig om ze te kunnen lanceren.  Die basis valt na gebruik terug naar de grond terwijl we niet echt weten waar die zal neerkomen. Dat is gevaarlijk, zeker als je het in een stad gebruikt."

Drie fasen van pyrotechniek: aansteken, ontploffen, effect

Het werktuig dat de Belgische vuurwerkmeester verkiest, is een mortier: een soort kanon dat lichtgevende bommen afschiet.

"Voor de voortdrijving gebruiken we altijd een variant van het bekende zwarte poeder", vertelt hij. "Dat wordt tijdens grote spektakels meestal op een elektrische manier in brand gestoken. Die elektrische aanpak is een stuk gemakkelijker te coördineren.  Belangrijk want de lichteffecten moeten vaak in perfecte timing zijn met de gekozen muziek."

Je hebt het al door: vuurwerk is niet langer simpelweg een opeenvolging van knallende pijlen. Het zijn heuse pyrotechnische spektakels met hun eigen geregisseerde geluid- en lichteffecten die je perfect moet synchroniseren. "Voor minder ambitieuze en minder complexe spektakels steken we het nog wel met de hand aan' zegt Van Cleemput. 'Maar dan moet je wel héél voorzichtig zijn."

Eenmaal gelanceerd, moet de bom op het juiste moment ontploffen. Dat wordt bepaald door de compressie van het zwarte poeder. Afhankelijk daarvan zal de bom sneller of trager ontploffen en zijn effect dus hoger of lager tonen.
Bij de ontploffing gaat de bom de laatste fase van het spektakel in. Van Cleemput: "In het vuurwerk zitten korrels die zijn samengesteld uit verschillende chemische producten die een heleboel kleuren kunnen geven. De bekleding van de pijl zorgt er daarbij voor dat je verschillende effecten krijgt zoals knetterende lichtjes."

Elke kleur baseert zich op een of meerder elementen

"Om die verschillende kleuren te krijgen, gebruiken we verschillende recepten", legt de Belgische specialist uit. De kleur hangt namelijk af van de chemische samenstelling van het vuurwerk. Hieronder kan je de belangrijkste elementen vinden die worden gebruikt om kleurtjes te maken. Als een van die elementen ontbrand, geven ze een kleur. Door ze te mengen, kan je natuurlijk nog veel meer kleuren maken!

  • Rood: strontium
  • Oranje: calcium
  • Paars : kalium
  • Blauw : koper of zink
  • Groen: barium
  • Zilver : titanium
  • Goud: ijzer
  • Wit : magnesium of aluminium (dat geeft ook van die knetterende vonken)

De keukenzouttest

En hoe maken ze gele lichteffecten? Daarvoor gebruiken de natrium. Dat kan je thuis ook eens proberen: wandel naar de keuken en laat een paar korrels zout in de vlam van het gasvuur vallen. De vlam zal kort geel oplichten. Logisch ook. keukenzout is niets anders dan natriumchloride.

Vuurwerk bij jou in huis

Omdat het Nieuwjaarsvuurwerk of de Belgische nationale feestdag nog even op zich laten wachten, kan je hieronder alvast een knappe vuurwerkvideo vinden. Je ziet een vuurwerk (pardon: 'pyrotechnisch spektakel') dat afgelopen zomer de eerste prijs won op het 35ste Festival van de pyrotechnische kunst in Cannes. Dat is een internationale meeting die onze vuurwerkmeester Van Cleemput vroeger ook al eens won!

Het internationale zomerfestival wil grote pyromuzikale spektakels bevorderen. Die worden afgestoken vanuit het zee vanaf een aantal verankerde pontons op 400 meter van de kust. Dat is veiliger voor het publiek en als bijkomende bonus worden de lichteffecten zo ook gereflecteerd door het water. Prachtig.

De show die de "Zilveren Vestaalse maagd" won, zoals de eerste prijs van het festival heet, luistert naar de naam "Jupiter" en werd ontwikkeld in Argentinië.

Maar het is het schouwspel Pyrotex Fireworx dat de publieksprijs won. Deze Engelse show verlichtte de baai van Cannes voor maar liefst 25 minuten en verblindde de toeschouwers.

Pyrotechniek

Het woord pyrotechniek komt uit het oud Grieks: pyros betekent 'vuur' en techniek staat voor een ambacht of kunst. Meer technisch is pyrotechniek de wetenschap van de verbranding van materialen zonder de aanwezigheid van zuurstof.

Reageer

Fijn dat je van je laat horen!

Wil je werken in de chemie en de life sciences?