Vuurwerk is een constructie van materialen als karton, papier, plastic en metaal, met daarin ontplofbare en/of brandbare mengsels van chemische stoffen (ook wel sassen genoemd) verwerkt, die bij ontsteking effecten veroorzaken als licht, geluid, rook of beweging.
In vuurwerk wordt vaak buskruit gebruikt, dat bestaat uit zwavel (S), houtskool (bestaat voornamelijk uit koolstof (C), maar bevat eveneens de noodzakelijke katalysator potas (K2CO3)) en salpeter of kaliumnitraat (KNO3). Hierbij is het kaliumnitraat de zuurstofleverancier. Bij de reactie komen onder andere de gasvormige producten CO, CO2 en N2 vrij, naast kaliumsulfaat en -carbonaat.
In het buskruit kan de verhouding tussen de stoffen verschillen. Zo bestaat er bijvoorbeeld een mengsel van kaliumnitraat, koolstof en zwavel in een gewichtsverhouding van 75:15:10. Verder bestaat er flashkruit. Dat is een kruitmengsel waarin de koolstof is vervangen door metaalpoeder (magnesium of aluminium). Vaak wordt het kaliumnitraat ook vervangen door een andere, krachtigere oxidator. Vooral kaliumperchloraat of kaliumchloraat is dan "populair". Het is dit product, vermengd met een keuze aan zouten, dat verantwoordelijk is voor de kleureffecten van het vuurwerk.
Er wordt onderscheid gemaakt tussen lust- of feestvuurwerk en ernst- of professioneel vuurwerk.
Vuurwerk had zijn oorsprong in China en werd op grote schaal gebruikt door de Chinezen. De productie van vuurwerk zou aldaar ten tijde van de Tang-dynastie zijn begonnen. Zij gebruikten het bij religieuze gebeurtenissen om boze geesten te verdrijven.[1] Het ritueel van vuurwerk afsteken vormt daarmee een vast onderdeel van de Chinese cultuur, en gaat tot op de dag van vandaag gepaard met vele festivals.[2]
Militairen gebruiken vuurwerk ook weleens voor verlichting van terreinen of het geven van signalen. De Chinezen beschikten zeker vanaf de vroege 13e eeuw over buskruit, het belangrijkste bestanddeel van vuurwerk. Vlak nadat de Chinezen het buskruit hadden ontdekt, deden ze er al proeven mee. Uit de proeven kwamen verschillende soorten vuurwerk voort. Het Chinese vuurwerk werd vooral gemaakt in de stad Liuyang, waar wetenschappers werkten aan de speciale effecten en kracht van het explosieve goed. Vuurwerk vond na de ontdekking snel zijn weg naar Europa. Daar werd het ontvangen met groot vertoon. Aan menig hof werden spektakels met vuurwerk opgevoerd, onder meer aan het Hof van Versailles.
Ook in Nederland werden heel wat feesten opgeluisterd met vuurwerk, bijvoorbeeld de feestelijkheden op de Dam in 1648 ter gelegenheid van de Vrede van Münster. In 1678 verscheen het boek Pyrotechnia, of Meer dan hondertderleye konstvermakelijcke vuurwerken, waarin werd uiteengezet "hoe men de selve sal maken, toebereyden en stellen, neffens des selfs correcte vormen, maten en gewichten der stoffen". Dit boek was door Daniel Manlyn vertaald uit het Engels naar het boek Pyrotechnia, or a Discourse of Artificiall Fireworks, geschreven door de Britse artillerist en wiskundige John Babington. Voorin Manlyns boek wordt nog een lijst van vuurwerksoorten genoemd, zoals "Vuurspuuwende Draken", "Wonderlijke Vuur-pijlen" en "Voet-soeckers".[
Een pyrotechnisch mengsel bestaat uit de volgende hoofdingrediënten:
- Oxidator, de stof die elektronen opneemt tijdens de chemische reactie. Bij een normale verbranding is dit zuurstof uit de lucht maar omdat het mengsel een deflagratie moet ondergaan of in een afgesloten ruimte moet branden, wordt gebruikgemaakt van een stof die zuurstofatomen kan doneren of zelf elektronen kan opnemen. Veelgebruikte oxidatoren zijn lithiumnitraat, kaliumnitraat, kaliumchloraat, kaliumperchloraat, ammoniumnitraat, calciumsulfaat, strontiumnitraat en bariumnitraat.
- Reductor, een stof die elektronen afstaat tijdens de chemische reactie. Een reductor kan elke brandbare stof zijn, zolang deze maar een vaste aggregatietoestand heeft. In vuurwerk worden vooral organische verbindingen zoals sacharose, dextrose, houtskool of rode gomgebruikt. Soms worden ook anorganische verbindingen zoals metaalpoeders gebruikt: aluminium, magnesium, koper en titanium. Ook niet-metalen als zwavel en (rode) fosfor worden weleens gebruikt.
- Vlamkleurende stoffen. De verschillende kleuren worden verkregen door het natuurkundig principe dat verschillende atoomsoorten bij het terugvallen in hun grondtoestand tijdens sterk verhitten fotonen (lichtdeeltjes) van een bepaalde golflengte uitzenden (dus een bepaalde kleur licht). Verschillende kleuren kunnen gemaakt worden door het gebruik van de volgende zouten of atomen:
Maak jouw eigen website met JouwWeb