کاربرد ترکیبات حاوی پتاسیم در آتش بازی

پتاسیم که با نماد "K" نشان داده می شود یک عنصر شیمیایی است که در کانی های مختلفی مانند سیلویت، لانگ بینیت، کاینیت و کارنالیت یافت می شود. در شکل عنصری خود وجود ندارد زیرا در طبیعت بسیار واکنش پذیر است. عدد اتمی این عنصر 19 است.
پتاسیم در آتش بازی استفاده می شود زیرا به اکسید شدن مخلوط آتش بازی کمک می کند. آتش بازی ها حاوی ترکیباتی مانند پرکلرات پتاسیم و کلرات پتاسیم هستند که اکسید کننده های خوبی هستند. از ترکیبات پتاسیم در باروت استفاده می‌شود که به محض اینکه آتش بازی در هوا باشد به انفجار کمک می‌کند.
پتاسیم 2.1 درصد از وزن کل پوسته زمین را تشکیل می دهد. از نظر فراوانی عناصر در پوسته زمین در جایگاه هشتم قرار دارد. از آنجایی که پتاسیم در هوا بسیار واکنش پذیر است، قرار دادن پودر پتاسیم در فضای باز ایده خوبی نیست. به مواد معدنی حاوی پتاسیم نیز پتاس گفته می شود.
در جدول تناوبی، پتاسیم در ستون اول قرار می گیرد. وزن اتمی آن 39.0983 u است. واحد اندازه گیری جرم یک اتم، جرم اتمی AMU (واحد وزن اتمی) است. 1 AMU 1.66 x 10-24 گرم است.
پتاسیم به عنوان یک فلز قلیایی طبقه بندی می شود که توسط سر همفری دیوی در سال 1807 کشف شد. در دمای اتاق، در حالت جامد وجود دارد. چگالی پتاسیم در دمای اتاق 0.86 گرم بر سانتی متر مکعب است. نقطه ذوب پتاسیم در حدود 63.38 درجه سانتیگراد (146.08 درجه فارنهایت) است. نقطه جوش آن حدود 759 درجه سانتیگراد (1398 درجه فارنهایت) است.
ترکیبات پتاسیم (نیترات پتاسیم، پرکلرات پتاسیم، کلرات پتاسیم و بسیاری دیگر) عوامل اکسید کننده خوبی هستند. این ترکیبات در قرار گرفتن در معرض هوا به سرعت واکنش نشان می دهند. پتاسیم خالص هرگز در ترقه استفاده نمی شود، اما از ترکیبات پتاسیم در آن استفاده می شود.
 
نیترات پتاسیم
نیترات پتاسیم یک اکسید کننده عمده در انواع آتش بازی است. اینها در ترقه های ستاره ای با اثر جرقه استفاده می شوند. پودر آلومینیوم نیز مخلوط مهمی از پودر فلاش است که در آتش بازی استفاده می شود.
واکنش متعادل آتش بازی حاوی مخلوطی از نیترات پتاسیم (پودر سیاه یا باروت) و پودر آلومینیوم به صورت زیر است:
نسبت حجمی فلش پودر عبارت است از 59 درصد از نیترات پتاسیم، 31.6 درصد پودر آلومینیوم، , 9.4 درصد گوگرد است.

کلرات پتاسیم
کلرات پتاسیم نیز به طور گسترده پودر در آتش بازی استفاده می شود. این پودر شعله های رنگی خوب ایجاد کرده و به ترکیب رنگ با کیفیت کمک می کند. واکنش متعادل استوکیومتری برای این پودر به شرح زیر است:

KClO3 + 2Al ——-هوا—–Al2O3 + KCl

نسبت ترکیب حدود 70 درصد کلرات پتاسیم به 30 درصد پودر آلومینیوم وزنی است.

پرکلرات پتاسیم
مخلوط حاوی پرکلرات پتاسیم ایمن تر است و به همین دلیل در آتش بازی ها به عنوان اکسید کننده استفاده می شود. این پودر نسبت به اشتعال از طریق اصطکاک یا ضربه تصادفی حساسیت کمتری دارد. واکنش آتش بازی حاوی مخلوطی از این ترکیب با پودر آلومینیوم در زیر نشان داده شده است:
نسبت استوکیومتری محتوای این پودر مورد استفاده در کارهای فلاش 2/34 درصد آلومینیوم به 8/65 درصد پرکلرات وزن آنها می باشد.

نمک های پتاسیم
این نمک ها به دلایل زیر معمولاً در ساخت وسایل آتش بازی نیز استفاده می شوند:
آنها رطوبت هوا را به این راحتی جذب نمی کنند.
طیف پتاسیم در ترکیب رنگ با طیف رنگ مورد نظر تداخل ایجاد نمی کند.
نمک های پتاسیم به دلیل ارزان بودن به راحتی در دسترس هستند.

فهرست عناصر مورد استفاده در آتش بازی
کربن: به عنوان سوخت برای پودر آتش بازی عمل می کند. به عنوان پیشران استفاده می شود.
آلومینیوم: پودر آلومینیوم به تولید جرقه ها و شعله های سفید و نقره ای کمک می کند.
پتاسیم: پتاسیم یک اکسید کننده در مخلوط آتش بازی است. ترکیب پتاسیم مانند پرکلرات پتاسیم، نیترات پتاسیم و کلرات پتاسیم همگی اکسید کننده هستند.
سدیم: سدیم در هنگام سوختن شعله های زرد یا طلایی ایجاد می کند.
فسفر: دارای خاصیت سوزاندن خود به خود است و همچنین به دلیل اثر درخشندگی در تاریکی معروف است.
روی: در پودر فلاش برای ایجاد اثرات دود در آتش بازی سوزان استفاده می شود.
منیزیم: در هنگام سوختن جرقه های سفید تولید می کند. از آنجایی که با شعله سفید روشن می سوزد، در پودر فلاش استفاده می شود.
کلسیم: رنگ آتش بازی را عمیق تر می کند. کلسیم در هنگام سوختن جرقه های نارنجی را به شکل مخلوط پودر فلاش تولید می کند.
مس: ترکیبات مس در مخلوط پودر آتش بازی باعث ایجاد رنگ آبی در آتش بازی می شود.
لیتیوم: مسئول ایجاد شعله قرمز رنگ در آتش بازی است.

 دمای اشتعال آتش بازی
آتش بازی ها باید به درستی انجام شوند زیرا اگر به روش مناسب نسوزند خطرناک هستند. لازم به ذکر است که هنگام سوختن آتش بازی، دمای آنها می تواند تا 1000 درجه سانتیگراد (1800 درجه فارنهایت) برسد. این درجه حرارت بالا است که می تواند به راحتی پوست شما را بسوزاند و همچنین می تواند در صورت آتش سوزی شدید در صنایع آتش بازی باعث تهدید جانی شود.
 
رنگ آتش بازی
رنگ آتش بازی به دو صورت شکل می گیرد:
لومینسانس: پدیده تابش نور توسط ماده ای نسبتا خنک است. نور زمانی تولید می شود که ماده انرژی را از یک منبع خارجی جذب کند و سپس انرژی را به شکل نور رنگارنگ و مرئی بازتاب دهد.
تابش: پدیده ای است که در آن نور با حرارت دادن ماده به حدی تولید می شود که شروع به درخشش می کند. بر روی این درخشش، رنگ نور تولید می شود که به نور رشته ای معروف است.
گرما باعث داغ شدن ماده می شود و با این گرما، رنگ ماده شروع به درخشش می کند. در نقطه اولیه، این ماده مادون قرمز ساطع می کند. پس از آن رنگ قرمز، نارنجی، زرد و سپس سفید تغییر می کند. با تغییر دما، رنگ را می توان تغییر داد.