烟花为什么是五颜六色的？金属焰色反应了解一下

逢年过节，人们总喜欢燃放烟花衬托气氛，用五颜六色的烟花装点夜幕。随着技术的进步，烟花的颜色越来越丰富，而且还能在燃放时呈现出设定好的图案，这背后的原因是什么呢？

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2019年5月11日晚8时许，2019浏阳焰火大会（LFC）在湖南省浏阳市浏阳河观礼台启幕。（彭红霞/人民图片）

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烟花和爆竹一样，主要成分是火药。火药是中国古代四大发明之一，很早的时候，中国的古人就知道按照“一硝二磺三木炭”的比例来配制火药。烟花制作，是在火药中又添加了一些发光剂和发色剂。发光剂是镁、铝的粉末，这些金属燃烧时会发出白炽的强光。发色剂是锶、钡、钠等金属化合物，其中含有金属离子，在燃烧时会发放出独特的火焰。不同的金属离子在燃烧时会呈现出不同的颜色，化学上称之为“焰色反应”。

举例来说，硫酸铜粉末燃烧时，火焰是绿色；硝酸钙和碳酸钙燃烧时，火焰是红色的；氯化钠、硝酸钠、硫酸钠燃烧时，火焰是黄色的；将硝酸锶和硝酸钠按一定比例混合燃烧，火焰是桔红色的。各种金属离子按一定比例混合，燃放时就是五颜六色的了。

除了金属和金属化合物以外，人们还在烟花里加入不同剂量的氧化剂、助光剂和黏合剂。氧化剂在燃烧的时候会产生大量氧气，起到助燃和让烟花颜色更加鲜艳的作用。助光剂能大大提高烟花的亮度，黏合剂用来将粉末状的化合物组成大小不一的光剂颗粒。

经过制作者巧妙排列烟花内的成分，其燃烧的先后次序会变得不同。这样，烟花在天空引爆后，便能呈现鲜艳夺目、五颜六色的图案了。如果用黏合剂把这些颗粒按照一定的设计排列，就可以制成不同图案的烟花了。比如在内圈放上发黄色光的颗粒，外圈放上发绿色光的颗粒，烟花在空中炸开后，就会形成一朵绿叶衬托的向日葵花了。

烟花虽然好看，但是造成的环境问题却不容忽视。烟花在燃放时，会释放出二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等气体，这些气体是引发酸雨的“元凶”。烟花燃爆时，空气中主要污染物PM2.5和PM10的浓度远远超过国家标准，会刺激呼吸道黏膜，伤害肺组织，引起或诱发支气管炎、气管炎等呼吸系统疾病。

为了保护环境，很多烟花的配方中不再采用含有硫元素的物质，以减少二氧化硫和其它硫化物的生成，或通过减少金属粉末的用量，来减少产生的可吸入颗粒物。近几年，由于雾霾严重，很多城市已经禁止在春节燃放烟花。 

本文由北京印刷学院化学及印刷材料系副教授齐晓堃进行科学性把关 。