Новости химической науки > Новый светло-голубой эмиттер для фейерверков

В обычных фейерверках и сигнальных маячках, дающих светло-голубое пламя обычно применяются токсичные вещества, в результате сгорания которых в атмосферу попадают производные хлора. Химики из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана разработали первый не содержащий хлора пиротехнический состав, который горит светло-голубым пламенем.

Глядя на красоту фейерверков, мы редко задумываемся о химических процессах, лежащих в основе этой красоты и составе пиротехнических смесей, между тем получение состава, дающего определенный цвет представляет собой достаточно непростую химическую задачу, причем одна из самых сложных задач – приготовление составов, способных давать ярко-голубое пламя.

Как отмечает профессор Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана, заведующий кафедрой неорганической химии и энергетических материалов Томас Клапотке (Thomas M. Klapötke), голубое пламя очень сложно получить. Обычно пиротехнические составы, дающие светло-голубое пламя получают, используя металлическую медь или медьсодержащие вещества в комбинации с источником хлора. Принцип действия составов основан на том, что при высокой температуре хлор реагирует с медью с образованием хлорида меди(I).

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., 2014, doi: 10.1002/anie.201405195

Клапотке добавляет, что долгое время считалось, что единственным подходящим веществом, способным давать бело-голубое пламя, является CuCl, однако ему с коллегами удалось доказать обратное. Исследователи из группы Клапотке совместно с исследовательской группой доктора Джесс Сабатини (Jesse Sabatini) из подразделения пиротехнических составов Армии США (ARDEC) разработали не содержащую хлор смесь химических веществ, которая горит светло-голубым пламенем и представляет собой практичную альтернативу обычным составам для фейерверков и сигнальных огней.

Обычно в составах, которые используются для светло-голубого пламени в качестве источника хлора применяются перхлорат калия или перхлорат аммония или хлорорганические соединения. Однако перхлораты отличаются высокой токсичностью, поскольку влияют на деятельность щитовидной железы, а полихлорированные органические материалы, такие как полихлорвинил могут давать полихлорированные бифенилы, полихлорированные дибензо-п-диоксины и полихлорированные дибензофураны, которые не только токсичны, но и канцерогенны.

Клапотке с коллегами по исследовательскому проекту идентифицировали экологически безопасную замену перхлоратам и хлорорганическим соединениям в пиротехнических составах. Новый пиротехнический состав основан на применении йодида меди(I), который отличается значительной эмиссией в голубой области видимой области спектра. Помимо того, что CuI экологичнее существующих пиротехнических составов, новая смесь отличается большей спектральной чистотой, чем традиционные комбинации веществ, которые применяются в пиротехнике.

По словам Клапотке, новая смесь также еще и менее чувствительна к ударам, чем существующие пиротехнические составы, и более проста в обращении. Тем не менее, как говорят исследователи, ее нельзя назвать полностью безопасной – при сгорании новой смеси в жестких условиях могут образоваться полийодированные бифенилы, которые тоже токсичны, хотя и в меньшей степени, чем хлорсодержащие аналоги.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed., 2014, doi: 10.1002/anie.201405195

метки статьи: #бытовая химия, #высокоэнергетические вещества, #неорганическая химия