Miből áll a csillagszóró?
Karácsonykor az est fénypontja,
amikor a közös énekléshez meggyújtjuk a fenyőfán az összes gyertyát, és
mellettük jó néhány csillagszórót is. Amelyek illata és fénye jó néhány
pillanatra varázslatossá, mesebelivé teszi a hangulatot. A gyertyák régóta segítik
az embereket abban, hogy a tűznek is szerepe legyen az ünnepeken, a
csillagszóróhoz azonban több kellett, mint viasz és kanóc, ezért ezek csak
később léptek be a képbe, éspedig japán feltalálók jóvoltából. Ismeretéhez
ugyanis már nemcsak a kémiában, de az égések irányításában is járatosnak
kellett lenni.
A csillagszóró a világ legegyszerűbb tűzijátéka: egy drótdarabot vastagon bevonnak egy különböző éghető anyagokat tartalmazó masszával, és amikor ez az anyag elég, mindenfelé színes vagy fehér szikrák pattognak belőle. Működése egy kémiai redox-reakción alapul, melyben a keverékben lévő oxidálószer és redukálószer reagálnak egymással.
A csillagszóró egy egyszerű fémrúdból áll, amelyet egy olyan anyaggal vonnak be, amely 1000‒1600 °C-ra hevítve gerjesztett állapotba kerül, és a plusz energiát a látható tartományban sugározza ki. Ez a fémes "tüzelőanyag", a szükséges szikraképződéshez lehet például magnézium, aluminímum, vas.
Ezen kívül szükség van még valamilyen éghető anyagra, amely szabályozza, lassítja az égés sebességét, ez általában kén vagy szén szokott lenni.
A harmadik kihagyhatatlan összetevőt valamilyen oxidálószer jelenti (pl. kálium-nitrát vagy bárium-nitrát, illetve kálium-perklorát), amely hevesebbé teszi az égési folyamatot.
A bárium-nitrát egy szervetlen vegyület, a bárium salétromsavas sója. A képlete Ba(NO₃)₂.
A kálium-nitrát a kálium egy szervetlen vegyülete, melynek képlete KNO3.
A kálium-perklorát (képlete: KClO4) a kálium perklórsavval alkotott sója.
Végül pedig kell valamilyen éghető kötőanyag, mondjuk dextrin ( szénhidrátok csoportjába tartozó és a keményítővel izomer vegyületek gyűjtőneve, amelyek a keményítő és a cukor között mintegy az átmenetet képezik. A legegyszerűbb képlete (C6H10O5)n.) vagy cellulóz-nitrát (a természetben legnagyobb mennyiségben előforduló szerves vegyület, a cellulóz salétromsav-észtere) is, amely révén masszává formálható és a fémszálra (általában egy drót rúdra) felvihető a keverék. A pálca fajtájától függően ismétlik meg a mártási eljárást, hogy elérjék a csillagszóró kívánt vastagságát, majd ezután megszárítják a még képlékeny masszát a drót felületén.
Különböző pirotechnikai színezőanyagok, például fémsók hozzáadásával színeket is létre lehet hozni, lásd a tüzijátékok színkavalkádját. Az alumínium és a magnézium fehér, a bárium-klorid zöld, a vas narancssárga, a titán fehér, a titán-vas ötvözetek pedig aranysárga színben szikráznak.
Ha ezt a bevonatot az alján meggyújtjuk (ott a legbiztonságosabb), akkor a reakcióban éppen részt vevő anyagmennyiség annyi hőt fejleszt, hogy attól a vele szomszédos anyagrészecskék is felforrósodnak, és reakcióba lépnek a környezet oxigénjével. Ami gyors és látványos szikrázásokkal jár. Ez tehát egy olyan láncreakció, amelyet a bevonat egyenes elrendezése irányít. A csillagszórók voltaképpen a nagyobb léptékű tűzijátékok "kistestvérei"
A legizgalmasabb, és talán legmeglepőbb tény a csillagszórókkal kapcsolatban, hogy a pattogó szikrák rendkívül forróak. Attól függően, hogy milyen gyártmány, a rudacskákból kiinduló villanások hőmérséklete 1000‒1600 °C között alakulhat. Ez pedig tényleg roppant melegnek tűnik, tekintve, hogy a vas olvadáspontja 1500 °C. A hagyományos izzókban az izzószál hőmérséklete ugyan magasabb ennél, nagyjából 2500 °C-os, ehhez viszont normális esetben nem érünk hozzá meztelen bőrünkkel.
Felmerülhet tehát a kérdés, hogy hogyan lehetséges az, hogy a csillagszórókat különösebb veszélyek nélkül használhatjuk. A kezünkbe fogott égő rúdból kiinduló szikrák gyakran elérik a bőrünket, mégsem szenvedünk égési sérüléseket.
Ennek egyik oka, hogy a szikrák ugyan nagyon forrók, hőenergiájuk viszont alacsony tömegük miatt nem lesz jelentős, így nem is tudják annyira felmelegíteni bőrünket, hogy károkat okozzanak abban.
A másik ok, amiért a csillagszóró nem bántja bőrünket, a szikrák mérete. Mivel nagyon picike kiterjedésű szikrákról van szó, ezek nem képesek hosszú ideig forrók maradni, a kisebb dolgok ugyanis gyorsabban hűlnek, mint a nagyok.
A csillagszóró szikrái nagyon-nagyon picik, ugyanakkor térfogatukhoz viszonyítva óriási felületen adhatják le hőenergiájukat, így gyorsan lehűlnek.
Magától értetődő, hogy a csillagszóró égése során szikrákat bocsát ki, amelyek tűzveszélyesek. Ezzel szemben kevésbé nyilvánvaló, hogy a különböző fémeket tartalmazó csillagszórók, amelyek a szikrákat és a színeket hozzák létre, károsak az egészségre. Ezért nem ajánlott pl.: tortákon gyertyaként vagy máshogyan használni, amely az az égéstermék elfogyasztásához vezetne.
Egyszóval teljen benne sok örömünk és használjuk biztonságosan a csillagszórókat!
Forrás:
https://napipille.blog.hu/2010/06/25/hogyan_keszul_a_csillagszoro