煙花為什麼是五顏六色的？金屬焰色反應了解一下

逢年過節，人們總喜歡燃放煙花襯托氣氛，用五顏六色的煙花裝點夜幕。隨著技術的進步，煙花的顏色越來越豐富，而且還能在燃放時呈現出設定好的圖案，這背后的原因是什麼呢？

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2019年5月11日晚8時許，2019瀏陽焰火大會（LFC）在湖南省瀏陽市瀏陽河觀禮台啟幕。（彭紅霞/人民圖片）

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煙花和爆竹一樣，主要成分是火藥。火藥是中國古代四大發明之一，很早的時候，中國的古人就知道按照“一硝二磺三木炭”的比例來配制火藥。煙花制作，是在火藥中又添加了一些發光劑和發色劑。發光劑是鎂、鋁的粉末，這些金屬燃燒時會發出白熾的強光。發色劑是鍶、鋇、鈉等金屬化合物，其中含有金屬離子，在燃燒時會發放出獨特的火焰。不同的金屬離子在燃燒時會呈現出不同的顏色，化學上稱之為“焰色反應”。

舉例來說，硫酸銅粉末燃燒時，火焰是綠色﹔硝酸鈣和碳酸鈣燃燒時，火焰是紅色的﹔氯化鈉、硝酸鈉、硫酸鈉燃燒時，火焰是黃色的﹔將硝酸鍶和硝酸鈉按一定比例混合燃燒，火焰是桔紅色的。各種金屬離子按一定比例混合，燃放時就是五顏六色的了。

除了金屬和金屬化合物以外，人們還在煙花裡加入不同劑量的氧化劑、助光劑和黏合劑。氧化劑在燃燒的時候會產生大量氧氣，起到助燃和讓煙花顏色更加鮮艷的作用。助光劑能大大提高煙花的亮度，黏合劑用來將粉末狀的化合物組成大小不一的光劑顆粒。

經過制作者巧妙排列煙花內的成分，其燃燒的先后次序會變得不同。這樣，煙花在天空引爆后，便能呈現鮮艷奪目、五顏六色的圖案了。如果用黏合劑把這些顆粒按照一定的設計排列，就可以制成不同圖案的煙花了。比如在內圈放上發黃色光的顆粒，外圈放上發綠色光的顆粒，煙花在空中炸開后，就會形成一朵綠葉襯托的向日葵花了。

煙花雖然好看，但是造成的環境問題卻不容忽視。煙花在燃放時，會釋放出二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等氣體，這些氣體是引發酸雨的“元凶”。煙花燃爆時，空氣中主要污染物PM2.5和PM10的濃度遠遠超過國家標准，會刺激呼吸道黏膜，傷害肺組織，引起或誘發支氣管炎、氣管炎等呼吸系統疾病。

為了保護環境，很多煙花的配方中不再採用含有硫元素的物質，以減少二氧化硫和其它硫化物的生成，或通過減少金屬粉末的用量，來減少產生的可吸入顆粒物。近幾年，由於霧霾嚴重，很多城市已經禁止在春節燃放煙花。 

本文由北京印刷學院化學及印刷材料系副教授齊曉堃進行科學性把關 。