Farbgeber
- Farbgeber
- (Color Agent)
Als Farbgeber werden in der Pyrotechnik chemische Verbindungen (i.d.R. Salze) bezeichnet, die in pyrotechnischen Sätzen, insbesondere Leuchtsätzen eine Färbung der Flamme herbeiführen. Die Flammenfärbung beruht dabei auf der Anregung von Valenzelektronen von Atomen und Molekülen der eingesetzten Farbgeber. Bei der Rückkehr vom energiereichen, angeregten Zustand in ihren energieärmeren Ausgangszustand emittieren diese angeregten Valenzelektronen elektromagnetische Strahlung (Licht) in einem bestimmten Wellenlängenbereich. Dieses Licht stellt jeweils nur einen für das emittierende Element charakteristischen Teil des sichtbaren Lichts dar und wird deshalb als farbiges Licht wahrgenommen. Die Anregung der Valenzelektronen erfolgt durch die Zufuhr von thermischer Energie, die beim Abbrand des pyrotechnischen Satzes durch Reaktion des Oxidationsmittels mit dem Reduktionsmittel entsteht.
Typische Farbgeber in pyrotechnischen Sätzen sind Salze der folgenden Alkali-, Erdalkali- und Übergangsmetalle:
- Strontium (rot)
- Barium (grün)
- Natrium (gelborange)
- Calcium (rotorange)
- Kupfer (schwach blau oder grün, mit Farbverbesserer intensiv blau)
Neben den vorgenannten Farbgebern, die in pyrotechnischen Sätzen für Feuerwerkskörper für Vergnügungszwecke weit verbreitet sind, gibt es weitere Farbgeber, die vereinzelt, insbesondere in der militärischen Pyrotechnik und für spezielle Anwendungen (z.B. Flammenfärbung von Alkoholflammen) Anwendung finden:
- Rubidium (rot)
- Lithium (rot)
- Cäsium (blau)
- Bor (grün, insbesondere für die Färbung von Alkoholflammen, z.B. Ghostmines)
Insbesondere finden folgende Salze der o.g. Elemente als Farbgeber in pyrotechnischen Sätzen Verwendung:
Durch Kombination mehrerer Farbgeber in einem pyrotechnischen Satz können die Flammenfarben spektral "gemischt" werden. Eine Intensivierung der Farbtiefe wird häufig durch den Einsatz von Farbverbesserern erreicht. Die Helligkeit der farbigen Flamme hängt wesentlich von der Flammentemperatur ab.
Silber, weiß und gold in ihren Schattierungen werden in pyrotechnischen Sätzen nicht durch Farbgeber erzeugt, sondern beruhen auf der Emission von Strahlung durch sehr heiße, glühende, feste oder flüssige Metallpartikel (siehe Funkensatz).
In modernen Feuerwerkskörpern am häufigsten genutzte Emissionsspektren von Atomen:
| Atom | Farbe | Wellenlängenbereich |
|---|---|---|
| Natrium | gelb | D-Linie: 589 nm |
In modernen Feuerwerkskörpern am häufigsten genutzte Emissionsspektren von Molekülen:
| Molekül | Farbe | Wellenlängenbereich |
|---|---|---|
| CaCl | orange | verschiedene Bänder, am intensivsten: 591-599 nm |
| SrCl | rot | a: 617-623 nm b: 627-635 nm |
| SrOH(?) | rot | 600-613 nm |
| BaCl | grün | a: 511-515 nm b: 524-528 nm |
| CuCl | blau | mehrere starke Bänder: 403-456 nm |
Die Vermutung, dass der tatsächliche blaue Emitter nicht CuCl, sondern das Trimer Cu3Cl3 ist, hat sich nicht bestätigt.
Weblinks
- Basic principles of pyrotechnic light production
- Review of "Selected Pyrotechnic Publications of Dr. Takeo Shimizu, Part 3: Studies on Fireworks Colored-Flame Compositions"
- Dolata, D.P. (2005): Reassessment of the Identity of the Blue Light Emitter in Copper-Containing Pyrotechnic Flames - Is it really CuCl?, Propellants, Explosives, Pyrotechnics 30 (1), 63-66.
- Sturman, B.T. (2006): On the Emitter of Blue Light in Copper-Containing Pyrotechnic Flames, Propellants, Explosives, Pyrotechnics 31 (1), 70-74.
