La chimie derrière les cierges magiques

Tous les feux d'artifice ne sont pas créés égaux. Par exemple, il y a une différence entre un pétard et un cierge magique: le but d'un pétard est de créer une explosion contrôlée; un cierge magique, d'autre part, brûle sur une longue période de temps (jusqu'à une minute) et produit une pluie brillante d'étincelles.

Chimie Sparkler

Un cierge magique se compose de plusieurs substances:

• Un oxydant
• Un carburant
• Fer, acier, aluminium ou autre poudre métallique
• Un liant combustible

En plus de ces composants, des colorants et des composés peuvent également être ajoutés pour modérer la réaction chimique. Souvent, le charbon de bois et le soufre sont des combustibles pyrotechniques, ou les cierges magiques peuvent simplement utiliser le liant comme combustible. Le liant est généralement du sucre, de l'amidon ou de la gomme laque. Le nitrate de potassium ou le chlorate de potassium peuvent être utilisés comme oxydants. Les métaux sont utilisés pour créer les étincelles. Les formules Sparkler peuvent être assez simples. Par exemple, un cierge magique peut être composé uniquement de perchlorate de potassium, de titane ou d'aluminium et de dextrine.

Maintenant que vous avez vu la composition d'un cierge magique, examinons comment ces produits chimiques réagissent les uns avec les autres.

Oxydants

Les oxydants produisent de l'oxygène pour brûler le mélange. Les oxydants sont généralement des nitrates, des chlorates ou des perchlorates. Les nitrates sont constitués d'un ion métallique et d'un ion nitrate. Les nitrates renoncent à 30% de leur oxygène pour produire des nitrites et de l'oxygène. L'équation résultante pour le nitrate de potassium ressemble à ceci:

2 KNO₃(solide) → 2 KNO₂(solide) + O₂(gaz)

Les chlorates sont constitués d'un ion métallique et de l'ion chlorate. Les chlorates abandonnent tout leur oxygène, provoquant une réaction plus spectaculaire. Cependant, cela signifie également qu'ils sont explosifs. Un exemple de chlorate de potassium produisant son oxygène ressemblerait à ceci:

2 KClO₃(solide) → 2 KCl (solide) + 3 O₂(gaz)

Les perchlorates contiennent plus d'oxygène, mais sont moins susceptibles d'exploser à la suite d'un impact que les chlorates. Le perchlorate de potassium donne son oxygène dans cette réaction:

KClO₄(solide) → KCl (solide) + 2 O₂(gaz)

Les agents réducteurs

Les agents réducteurs sont le carburant utilisé pour brûler l'oxygène produit par les oxydants. Cette combustion produit du gaz chaud. Des exemples d'agents réducteurs sont le soufre et le charbon de bois, qui réagissent avec l'oxygène pour former du dioxyde de soufre (SO₂) et de dioxyde de carbone (CO₂), respectivement.

Régulateurs

Deux agents réducteurs peuvent être combinés pour accélérer ou ralentir la réaction. De plus, les métaux affectent la vitesse de la réaction. Les poudres métalliques plus fines réagissent plus rapidement que les poudres grossières ou les flocons. D'autres substances, comme la farine de maïs, peuvent également être ajoutées pour réguler la réaction.

Liants

Les liants maintiennent le mélange ensemble. Pour un cierge magique, les liants courants sont la dextrine (un sucre) humidifiée par l'eau ou un composé de gomme laque humidifié par l'alcool. Le liant peut servir d'agent réducteur et de modérateur de réaction.