L-GĦAN TA' DAN L-ARTIKLHU HUWA PURAMENT BIEX NEDUKAW LIN-NIES. Noti fuq il-Kimika tal-Piroteknika għall-Kors ta' Reviżjoni għal-liċenzja B (2016-2017) Is-sustanzi li jintużaw fil-piroteknika .... li, skont ir-regolamenti Maltin, jissejħu prekursuri .... jinqasmu f'diversi gruppi. Kull min jistudja l-kimika tal-piroteknika għandu jkun jaf sewwa l-gruppi differenti ta' dawn is-sustanzi li huma: Sustanzi li jagħtu l-kulur lill-fjamma (colouring agents) Sustanzi li jgħaqqdu t-taħlita (binders) Sustanzi li jbaxxu t-temperatura tal-fjamma (coolants jew retardants) Sustanzi li jipprovdu l-klorin (chlorine donors) Sustanzi li jistabbilizzaw it-taħlit (stabilizers) Sustanzi li ma jħallux kimiċi jiġbdu l-ilma mill-arja u jagħqdu (anti-caking agents) Il-fjuwils jew karburanti huma dawk is-sustanzi li jaqbdu u jipproduċu s-sħana. Hemm tliet tipi ta' fjuwils: fjuwils metalliċi fjuwils mhux metalliċi fjuwils organiċi Kif jindika isimhom, il-fjuwils metalliċi huma elementi tal-metall. L-aktar fjuwils metalliċi li jintużaw fil-piroteknika huma l-aluminju (Al), il-manjesju (Mg) il-magal (Mg/Al) it-titanju (Ti) il-ħadid (Fe). Dawn il-metalli jipproduċu ħafna sħana u għalhekk jgħollu ħafna t-temperatura tal-fjamma. Il-problema prinċipali ta' dawn il-metalli hi r-reazzjoni li jista' jkollhom mal-ilma. Kull meta metall fin, bħalma huma l-metalli kollha li jintużaw fil-piroteknika, jiġi f'kuntatt mal-ilma l-metall jista' jisħon u b'hekk iqabbad it-taħlita. Il-fjuwils mhux metalliċi huma aktar stabbli imma fihom il-periklu tagħhom ukoll. Fost il-fjuwils mhux metalliċi li jintużaw fuq skala kbira hemm: il-faħam (C) il-kubrit (S) t-trisulfid tal-antimonju (Sb2S3). Hemm ħafna eżempji ta' fjuwils organiċi. Kull sustanza kimika li fiha l-faħam (C) magħqud ma' xi elementi oħra hi fjuwil organiku bħal, ngħidu aħna: ix-xilakka (C16H26O4) iz-zokkor (C12H22O11) il-gum arabic il-benzoat tas-sodju jew tal-potassju (C6H5COONa jew C6H5COOK) is-serratura tal-injam u oħrajn. Ħafna minn dawn il-fjuwils organiċi jintużaw ukoll biex jgħaqqdu l-istilla (binders). L-Ossidanti L-ossidanti huma sustanzi li jagħtu l-ossiġenu lill-fjuwils. Mingħajr l-ossiġenu xejn ma jaqbad u għalhekk taħlita mingħajr l-ossidant ma tiħux nar. Kull kimika .... b'xi eċċezzjonijiet żgħar .... li fiha l-ossiġenu (O) hi ossidant. In-nitrati, il-klorati, il-perklorati, xi ossidi u d-dikromati huma ossidanti. Xi wieħed minnhom dejjem issibu fit-taħlitiet. Fir-regolamenti Maltin dwar il-piroteknika, il-prekursuri li jissemmew bħala ossidanti huma: Id-dikromat tal-potassju (K2Cr2O7) Il-klorat tal-barju (Ba(ClO3)2) Il-klorat tal-potassju (KClO3) In-nitrat tal-barju (Ba(NO3)2) In-nitrat tal-istronzju (Sr(NO3)2) In-nitrat tal-potassju (KNO3) In-nitrat tas-sodju (NaNO3) It-triossidu tal-bismut (Bi2O3) Il-perklorat tal-potassju (KClO4) Xi ftit minn dawn l-ossidanti (fejn jidħlu l-barju, l-istronzju u s-sodju) jintużaw ukoll biex jagħtu l-kulur lill-fjamma (colouring agents). Il-klorati u l-perklorati: Il-klorati huma aktar sensittivi u għalhekk aktar perikolużi mill-perklorati. Il-perklorati jagħtu l-ossiġenu f'temperatura aktar għolja mill-klorati u dan jagħmilhom aktar stabbli. Din hi r-raġuni ewlenija li t-taħlitiet kollha li fihom il-klorati għandhom jinbidlu f'oħrajn li fihom il-perklorati. B'danakollu l-pirotekniku jrid xorta waħda joqgħod attent ħafna meta jaħdem bil-perklorat. Fejn jidħlu l-kubrit u l-aċidi, il-klorat hu ta' periklu kbir għax jista' jiddekomponi faċilment. Għalkemm aktar stabbli, il-perklorat xorta waħda m'għandux jitħallat mal-kubrit u l-aċidu. In-nitrati huma ħafna aktar stabbli mill-klorati u l-perklorati iżda hemm taħlita partikolari .... li fiha n-nitrati .... li hi perikoluża. Qed nirreferu hawnhekk għal kull taħlita li jkun fiha l-aluminju (jew xi metall ieħor) u xi nitrat u li tkun ser tixxarrab. Fi klima bħal dik ta' Malta, fejn l-umdità hi għolja ħafna, tajjeb li kull taħlita li jkun fiha l-aluminju (jew metalli oħra) u n-nitrat titħallat ma' perċentaġġ żgħir (1 – 2%) ta' aċidu boriku avolja ma tkunx ser tixxarrab. L-aċidu boriku jistabbilizza t-taħlita. Il-biċċa l-kbira tal-pirotekniċi Maltin isejħu n-nitrat tal-potassju bħala n-nitru. Dan mhux l-isem eżatt tan-nitrat tal-potassju. Id-dikromati: Id-dikromati ma tantx jintużaw bħala ossidanti għaliex huma velenużi u ta' deni kbir għas-saħħa peress li huma karċinoġeniċi, jiġifieri jikkawżaw il-kanċer. Sustanzi li jagħtu l-kulur lill-fjamma Sustanzi kimiċi li għandhom ċertu metalli fihom jagħtu kulur lill-fjamma. Melħ li fih il-barju jagħti l-aħdar il-kalċju: l-oranġjo l-istronzju jew il-litju: l-aħmar ir-ram: il-blu l-istronzju mħallat mar-ram: il-vjola. Il-ħadid: kulur lewn id-deheb Is-sustanzi tal-barju li ġeneralment jintużaw għall-aħdar huma l-karbonat (BaCO3), il-klorat (Ba(ClO3)2), l-ossalat (BaC2O4), in-nitrat (Ba(NO3)2) u s-sulfat (BaSO4). Interessanti wieħed jinnota li l-karbonat u nitrat tal-barju ma jagħtux kulur jekk fit-taħlita ma jkunx hemm sustanza oħra li jkun fiha l-klorin (Cl). Il-klorat tal-barju jagħti kulur aħdar sabiħ iżda ma tantx hu stabbli. Ikun aħjar għalhekk li ma jintuża xejn. Is-sulfat tal-barju jintuża biss meta l-fjamma jkollha temperatura għolja ħafna jiġifieri meta fit-taħlita jkun hemm xi metall bħall-manjesju jew l-aluminju. L-ossalat tal-barju ma tantx hu komuni iżda jintuża f'taħlit speċjali mal-manjesja. Is-sustanzi l-aktar komuni tal-kalċju li jintużaw fil-piroteknika huma l-karbonat (CaCO3) u s-sulfat (CaSO4). Għall-aħmar, barra li jintuża l-karbonat tal-litju, wieħed ġeneralment juża melħ tal-istronzju speċjalment in-nitrat (Sr(NO3)2) li jagħti kulur aħmar sabiħ .... l-aktar meta ma jkollux ilma fih (anhydrous). Sustanzi kimiċi oħra tal-istronzju li jintużaw għall-aħmar huma il-karbonat (SrCO3), is-sulfat (SrSO4) u l-ossalat (SrC2O4). Is-sodju jagħti l-isfar. L-aktar sustanzi tas-sodju li jintużaw huma l-ossalat (Na2C2O4), il-krijolit (Na3AlF6) u n-nitrat (NaNO3). Kważi s-sustanzi kimiċi kollha tas-sodju li jintużaw fil-piroteknika jixorbu l-ilma mill-arja u għalhekk it-taħlita tixxarrab u titlef ħafna mill-effetti tagħha. Il-krijolit hu l-aktar adattat għal klima bħalma hi dik ta' Malta. Għall-blu jintużaw is-sustanzi li fihom ir-ram bħall-karbonat (CuCO3), l-ossidu tar-ram(I) (Cu2O), l-ossidu tar-ram(II) (CuO), l-ossikloridu (3CuO.CuCl2.3.5H2O), is-sulfat (CuSO4), il-kloridu tar-ram(II) (CuCl2) u l-benzoit ((C6H5COO)2Cu). Probabbilment li s-sustanza tar-ram li tagħti l-aħjar kulur blu hi l-kloridu tar-ram(I) (CuCl) li tista' tintuża ma' ossidanti differenti, ma tixxarrabx fl-arja u ma tinħallx fl-ilma. Meta melħ tal-istronzju jitħallat ma' melħ tar-ram il-fjamma jkun fiha żewġ kuluri jiġifieri l-aħmar u l-blu bir-riżultat li tidher vjola. It-trab fin tal-ħadid jipproduċi xrar sabiħ lewn id-deheb. L-ammont ta' faħam li jista' jkun hemm fil-ħadid jaffettwa ħafna l-effett pirotekniku ta' dan il-metall. Il-problema prinċipali tal-ħadid hi r-reazzjoni li għandu mal-arja. Bl-ossiġenu u l-umdità li hemm fl-arja, il-ħadid jinbidel fl-ossidu, jew aħjar sadid (Fe2O3), u għalhekk jitlef l-effett tiegħu. Biex ma jinbidilx, il-ħadid għandu jinkesa b'xi żejt bħal, ngħidu aħna, żejt tal-kittien jew paraffin oil. NB: Il-kulur tal-fjamma jiddependi ħafna fuq it-temperatura. Fjamma b'temperatura għolja (f'taħlita li jkun fiha xi metall bħall-aluminju, il-magal jew il-manjesju) tagħti kulur qawwi. Fjamma b'temperatura baxxa (f'taħlita bi fjuwil organiku) ma tantx tagħti kulur ċar għaliex il-faħam li hemm fil-fjuwil jaqbad bi fjamma oranġjo li titfi l-kulur veru tat-taħlita. Nota oħra importanti dwar il-kulur tal-fjamma għandha x'taqsam mal-ossidant li jintuża. L-ossidanti l-aktar komuni huma l-klorat, il-perklorat u n-nitrat tal-potassju. Interessanti hawn ta' min jinnota li l-potassju nnifsu jagħti kulur lill-fjamma. Jagħmilha lelà (lilac). Mela jekk l-ossidant ikollu fih il-potassju, il-fjamma se jkollha żewġ kuluri .... il-kulur tas-sustanza li tħalltet u l-lelà tal-potassju. Għalhekk importanti li biex wieħed ikollu kulur pur, ngħidu aħna l-aħdar, l-ossidant ma jridx ikun il-klorat, il-perklorat jew in-nitrat tal-potassju. L-aħjar taħlita jrid ikollha s-sustanza kimika li tagħti l-kulur li tkun ossidant ukoll. Għalhekk il-klorat tal-barju jagħti kulur aħdar sabiħ. Din is-sustanza, barra li tagħti l-aħdar, hi ossidant ukoll u għalhekk fit-taħlita ma jkunx hemm bżonn ta' ossidat ieħor .... jew, jekk ikun hemm bżonn, ma jintużax ħafna ossidant ieħor. Sustanzi li jgħaqqdu t-taħlita (binders) Taħlita b'diversi komponenti tingħarbel darba jew aktar minn darba biex is-sustanzi kimiċi jitħalltu sew. Jekk it-taħlita titħalla kif tkun il-komponenti jerġgħu jisseparaw biż-żmien. Dan jgħodd ħafna għall-porvli. Biex it-taħlita tibqa' omoġenja jintuża dak li bl-Ingliż jissejjaħ binder. Kull taħlita piroteknika fiha perċentaġġ żgħir ta' binder li jgħaqqad it-taħlita tal-kulur fi stilel (bl-għajnuna tal-pressa jew bil-mixer) jew il-porvli f'biċċiet żgħar wara li jitkeskes. Hawn diversi sustanzi li jistgħu jintużaw biex jgħaqqdu t-taħlitiet. Forsi l-aktar komuni hi d-distrina (C6H10O5) li għandha l-vantaġġ li tinħall fl-ilma. Barra d-distrina, binders oħra komuni huma: il-gum arabic (li jinħall fl-ilma) in-nitrocellulose lacquer (C6H7N3O11) li hu likwidu il-parlon ((C4H6Cl2)n) ir-red gum (accaroid resin) li jintuża wkoll bħala fjuwil is-saran li jintuża bħala binder meta jinħall fl-acetone ix-xilakka li tintuża wkoll bħala fjuwil u li tinħall fl-alkoħol il-PVC ((CH2CHCl)n) Tista' tgħid li l-binders kollha huma fjuwils għax fihom il-faħam billi huma organiċi. Hemm imbagħad numru ta' binders li jintużaw biex jipprovdu l-klorin (Cl) lit-taħlita biex il-kulur joħroġ aktar sabiħ. Il-binders li fihom il-klorin huma l-parlon, is-saran, u l-PVC. Peress li l-binders huma organiċi, il-fjamma li jaqbdu biha tkun fl-oranġjo u dan jaffettwa l-kulur aħħari. Biex il-kulur tal-fjamma jibqa' sabiħ u ċar, l-ammont ta' binder li jintuża f'taħlita jrid ikun kemm jista' jkun żgħir. Il-binder irid ikun newtrali, jiġifieri la jkun aċiduż u lanqas alkalin, biex jiġu evitati problemi ta' reazzjonijiet tat-taħlita mal-aċidu u l-alkali. Sustanzi li jbaxxu t-temperatura tal-fjamma (coolants jew retardants) Fil-manifattura tax-xogħol tan-nar jista' jkollok taħlita piroteknika li, għalkemm tagħtik il-kulur li tkun tixtieq, ikollha difett ..... ir-rata li biha tinħaraq it-taħlita tkun għolja wisq. Biex titbaxxa r-rata tal-ħruq ġeneralment jinbidlu l-perċentaġġi tal-komponenti (per eż. jitnaqqas il-perċentaġġ tal-fjuwil). Iżda hemm metodu interessanti aktar. Biex tmewwet ir-rata tal-ħruq tista' tuża', fit-taħlita: il-karbonat tal-kalċju (CaCO3) jew il-karbonat tal-manjesju (MgCO3). F'temperatura għolja dawn is-sustanzi kimiċi jassorbu l-enerġija u jiddikomponu (jitkissru). B'hekk it-temperatura tonqos xi ftit bir-riżultat li r-rata tal-ħruq tat-taħlita titbaxxa. Hawn min ukoll iħallat xi ftit tat-tafal jew serratura tal-injam biex ibaxxi r-rata tar-riazzjoni. Sustanzi li jipprovdu l-klorin (chlorine donors) Is-sigriet ta' kulur aħmar, blu jew aħdar sabiħ hu l-klorin (Cl). Il-klorin jingħaqad mal-istronzju tal-aħmar, ir-ram tal-blu u l-barju tal-aħdar biex jifforma sustanza (SrCl+, CuCl+ u BaCl+) li tagħti l-kulur sabiħ mixtieq. Il-klorin jinsab fil-klorat u l-perklorat tal-potassju (KClO3 u KClO4) li jintużaw bħala ossidanti fil-maġġoranza assoluta tat-taħlitiet. Dan ifisser li, barra li jagħtu l-ossiġenu, dawn is-sustanzi jgħinu biex isebbħu l-kulur billi jipprovdu l-klorin. Iżda barra l-klorat u l-perklorat tal-potassju hemm sustanzi oħra li jistgħu jintużaw għax fihom ammont sostanzjali ta' klorin bħal, ngħidu aħna, il-parlon ((C4H6Cl2)n), il-PVC ((CH2CHCl)n) Shimizu jirrakkomanda li bejn 2 u 3% tat-taħlita tal-kulur għandha tkun magħmula mis-sustanza li tagħti l-klorin jekk it-taħlita ma jkollha l-ebda metall fiha jew bejn 10 u 15% jekk it-taħlita jkollha xi metall bħala fjuwil biex jgħolli t-temperatura. Peress li s-sustanzi li jintużaw biex jipprovdu l-klorin huma organiċi, jiġifieri fihom il-faħam, dawn is-sustanzi huma fjuwils ukoll u jgħinu biex it-taħlita taqbad. Sustanzi li jistabbilizzaw it-taħlit (stabilizers) Hemm taħlitiet fil-piroteknika li ma tantx huma stabbli. Taħlitiet li fihom il-klorati jistgħu jiddekomponu u jiffurmaw prodotti aċidużi bir-riżultat li t-taħlita tibda tisħon u tkun tista' taqbad. Biex jinnewtralizzaw l-aċidi li jistgħu jiffurmaw hemm il-karbonati tas-sodju, tal-kalċju jew tal-barju (Na2CO3, CaCO3 jew BaCO3). Taħlitiet li fihom l-aluminju u xi nitrat jistgħu jisħnu u jaqbdu waħidhom meta jiġu f'kuntatt mal-ilma. Għalhekk it-taħlita jrid ikollha bejn 1 u 2% ta' aċidu boriku (H3BO3) biex jistabbilizzaha. Din il-prekawzjoni rridu nużawha wkoll f'kull taħlita li fiha xi nitrat u metall bħall-ħadid, it-titanju, il-manjesju u magal. Ħafna metalli, speċjalment meta jkunu fini ħafna, jirreaġixxu mal-ilma. Il-manjesju hu l-aktar metall li jintuża fil-piroteknika u li jirreaġixxi mal-ilma. Biex il-manjesju jibqa' stabbli jrid jinkesa biż-żejt tal-kittien (linseed oil), b'żejt ir-riġnu (castor oil) jew bil-petroleum jelly. Din il-prekawzjoni għandha tittieħed ukoll bil-magal. Nieħdu kemm nieħdu prekawzjonijiet jibqa' dejjem il-fatt li metall qatt ma jkun stabbli għal kollox meta jkun hemm l-ilma, speċjalment meta t-taħlita tiġi biex tingħaġen. Għalhekk jagħmel aktar sens li, flok ilma, wieħed juża l-alkoħol biex jagħġen. L-alkoħol irid ikun pur jiġifieri migħajr ilma ġo fih Sustanzi li ma jħallux kimiċi jiġbdu l-ilma mill-arja u jagħqdu (anti-caking agents) Ħafna sustanzi kimiċi jixorbu l-ilma mill-arja u b'hekk jgħaqqdu. Biex ma jagħqdux, dawn is-sustanzi ġeneralment jitħalltu ma' xi sustanza oħra li tixrob l-ilma minn flokhom. L-iktar sustanza anti-caking li tintuża hi s-silika (silica, SiO2). Din is-sustanza hi magħrufa wkoll bħala Cab-O-Sil jew Aero-Sil u tintuża ħafna fit-taħlita tal-bomba biex ma tħallix il-komponenti jgħaqqdu meta jiġu f'kuntatt mal-arja. B'hekk it-taħlita taqbad aktar malajr u r-riżultat ikun aħjar. Din is-silika la hi xi splużiv u l-anqas velenuża iżda għandha effett bħal dak tal-asbestos. Għalhekk ikun għaqli li dak li jkun jgħatti mniffsejh meta jaħdem biha. Numru ta' prekursuri, bħal, ngħidu aħna, il-klorat tal-potassju (il-putassa) jinbigħu wkoll mħallta mal-anticaking. Skont tagħrif li għandi, din il-putassa mħallta mal-anti-caking faċli taħdem biha iżda l-anti-caking jaffettwa mhux ħażin ir-reazzjoni tal-prekursur fit-taħlita speċjalment wara li jkun għadda xi ftit taż-żmien. Fit-taħlita tas-sfafar hawn min juża s-sodju saliċilat (sodium salicylate, HOC6H4COONa). Dan il-melħ jassorbi l-ilma mill-arja u għalhekk, qabel ma jitħallat ma' komponenti oħra, is-sodju saliċilat jitħallat mal-petroleum jelly li jissiġilla l-kristalli tal-melħ u ma jħallix l-ilma tal-arja jasal sal-melħ. Il-petroleum jelly għalhekk hu eżempju ieħor ta' sustanza kimika li ma tħallix l-ilma jaffettwa r-reazzjoni tal-prekursur. Il-likwidi li jintużaw fil-manifattura tal-logħob tan-nar Il-likwidu li l-aktar jintuża fil-manifattura tal-logħob tan-nar hu, bla dubju, l-ilma. Mhux qed insemmu l-ilma li jintuża fil-kolla iżda l-ilma li jintuża fil-manifattura tal-istilla. Dan l-ilma jħoll is-sustanza li tgħaqqad (ġeneralment id-distrina) u mbagħad jiġi evaporat meta l-istilla tkun ġiet manifatturata. Hemm żewġ problemi prinċipali bl-ilma. L-ewwelnett l-ilma jirreaġixxi ħafna mal-metalli, speċjalment meta l-metalli jkunu f'forma ta' trab fin kif fil-fatt ikunu fil-manifattura tal-logħob tan-nar. Il-metalli (b'mod speċjali l-manjesju u l-magal) għandhom għalhekk jiġu protetti mill-ilma billi jinksew b'lega ta' żejt .... żejt tal-kittien (linseed oil), żejt ir-riġnu (castor oil) jew petroleum jelly. Fl-ilma jista' jkun hemm ħafna sustanzi oħra li jistgħu ma jkunux tajba biex jitħalltu mas-sustanzi kimiċi li jintużaw fit-taħlit. Fil-kimika, l-ilma hu magħruf bħala likwidu li jħoll ħafna sustanzi ġo fih .... l-ilma saħansitra jħoll xi ftit mill-plastik tal-flixken li jkun ġo fihom. Biex tiġi evitata kull problema li tista' tinħoloq bl-impuritajiet fl-ilma, pirotekniku bil-għaqal għandu juża ilma distillat u mhux ilma tal-vit jew tal-bir meta jiġi biex jgħaqqad l-istilla. L-ilma distillat hu ħafna aktar pur minn kull ilma ieħor u għalhekk tista' sserraħ rasek li ma tkunx ser iddaħħal xi sustanzi oħra fit-taħlita bla ma tkun taf. L-ilma wkoll jirreaġixxi mal-metalli fil-preżenza ta' xi nitrat. L-aktar eżempju klassiku hu r-reazzjoni li jkun hemm meta l-ilma jiġi f'kuntatt mal-aluminju li jkun imħallat man-nitrat tal-potassju jew tal-barju. Reazzjoni ssir ukoll meta flok l-aluminju jkun hemm xi metall ieħor. Biex tiġi evitata din il-problema kull taħlita li jkun fiha metall u xi nitrat u tkun ser tiġi f'kuntatt mal-ilma għandu jkollha fiha perċentaġġ żgħir (bejn 1 u 2%) ta' aċidu boriku (H3BO3). Ħafna pirotekniċi barranin jużaw l-alkoħol flok l-ilma meta fit-taħlita tal-istilla jkun hemm il-manjesju jew il-magal. Hawn Malta għadna nippreferu li niksu l-manjesju u l-magal biż-żejt u mbagħad nużaw l-ilma flok l-alkoħol. Billi l-użu taż-żejt drajnieh sew aħna tal-opinjoni li tibqa' tintuża s-sistema preżenti basta li ż-żejt jiġi applikat sew. L-alkoħol jintuża wkoll meta s-sustanza li tgħaqqad l-istilla (il-binder) ma tkunx tinħall fl-ilma. Binders bħax-xilakka u r-red gum ma jinħallux fl-ilma iżda jinħallu fl-alkoħol. Il-proċess tal-manifattura tal-istilla jibqa' l-istess .... il-likwidu biss jinbidel. Meta wieħed juża l-alkoħol irid joqgħod attent li l-alkoħol li jixtri jkun ta' kwalità tajba u ma jkunx fih ilma. L-alkoħol m'għandux jinxtara mill-ħanut taż-żebgħa iżda minn min ibiegħ il-kimiċi. Likwidu ieħor li jista' jintuża hu l-acetone (C3H6O). Dan il-likwidu jintuża fit-taħlit fejn ma jkunx jista' jintuża l-ilma. Jintuża wkoll biex iħoll in-nitrocellulose li mbagħad jintuża bħala binder. Dan l-acetone jevapora malajr u għalhekk diffiċli taħdem bih. Taħlitiet Pirotekniċi Ħafna mill-prekursuri ma jintużawx waħidhom fil-manifattura tal-logħob tan-nar. Jitħalltu flimkien biex jipproduċu l-effett mixtieq. Meta wieħed jiġi biex iħallat irid ikollu f'moħħu xi jrid mit-taħlita. Ir-riżultat li wieħed jieħu minn kull taħlita jiddependi fuq: kemm toħroġ sħana mit-taħlita it-temperatura li tipproduċi ir-rata li biha taqbad kemm joħroġ dawl mit-taħlita il-kwalità tal-kulur li joħroġ mill-fjamma il-volum ta' gass li joħroġ. It-Taħlitiet tal-Ħoss Fil-piroteknika hemm żewġ kwalitajiet ta' ħsejjes: il-bomba u t-tisfira. It-taħlita tal-bomba hi magħmula minn ossidant .... il-perklorat tal-potassju .... u fjuwil metalliku (ġeneralment l-aluminju). Bit-tibdil fil-liġi Maltija ma tistax tintuża aktar il-putassa mal-metalli bħal ma hu l-aluminju. L-aktar taħlita tal-bomba li tagħmel sens fil-kimika hi 2(tnejn) perklorat tal-potassju ma' 1(wieħed) aluminju. It-taħlita tas-suffara nbidlet maż-żmien. Fl-antik kien jintuża l-gallic acid. Illum il-gallic acid m'għadux jintuża għax hu perikoluż ħafna. Minfloku qed jintuża l-benzoat tal-potassju fit-taħlita: Perklorat tal-potassju (KClO4) 70% Benzoat tal-potassju (potassium benzoate, C7H5O2K) 30% Taħlitiet tal-istilla (a) Taħlita ta' stilla li tagħti dawl abjad Nitrat tal-potassju (KNO3) 62% Trisulfid tal-antimonju (Sb2S3) 17% Kubrit (S) 17% (b) Taħlita ta' stilla li tagħti dawl aħmar Perklorat tal-potassju 70% Karbonat tal-istronzju 15% Faħam (charcoal) 1% (c) Taħlita ta' stilla li tagħti dawl aħdar Nitrat tal-barju 28.3% Perklorat tal-potassju 47.2% (d) Taħlita ta' stilla li tagħti dawl isfar Perklorat tal-potassju 70% (e) Taħlita ta' stilla li tagħti dawl blu Perklorat tal-potassju 68.5% Ossidu tar-ram(II) (CuO) 15% Lamtu tar-ross (rice starch) +5% (f) Taħlita ta' stilla li tagħti dawl vjola Id-dawl vjola jifforma minn żewġt idwal: il-blu u l-aħmar. Din it-taħlita jrid ikollha sustanza kimika li tipproduċi d-dawl aħmar u oħra li tipproduċi d-dawl blu. Irid ikun hemm bilanċ tajjeb bejn iż-żewġt idwal. Perklorat tal-potassju 70% Ossidu tar-ram(II) (CuO) 6% Karbonat tal-istronzju (SrCO3) 9% Lamtu tar-ross (rice starch) +5% (g) Gassijiet It-taħlitiet tal-fjammi kuluriti li tajna s'issa huma dawk tal-istilla. Fil-gassijiet jintużaw taħlitiet oħra li jaqbdu aktar bil-mod. Fit-taħlitiet tal-gassijiet hemm sustanzi li jnaqqsu r-rata li biha taqbad it-taħlita. It-taħlita ma tixxarrabx u ġeneralment timtela f'tubi rqaq tal-karti u tiġi ikkargata. It-tubu jingħalaq b'niċċa jew bi ftit mistura tal-porvli. Fl-antik kienu jsejħulu gunpowder. Illum jissejjaħ black powder. Biex pirotekniku jkollu xogħol tan-nar tajjeb irid ikollu porvli tajjeb. Il-porvli ordinarju hu magħmul minn 65-75% nitrat tal-potassju, 15-20% faħam u 10-15% kubrit. Ħafna riċetti jagħtu 75% nitrat tal-potassju, 15% faħam u 10% kubrit. Il-porvli jirreaġixxi hekk: Din ir-reazzjoni tipproduċi sħana kbira (685 kcal/kg) u tkabbar il-volum b'ħamest elef u mitt darba (5100). Id-duħħan abjad li joħroġ meta l-porvli jinħaraq hu magħmul mis-sulfat u l-karbonat tal-potassju (K2SO4 u K2CO3). Il-porvli hu taħlita piroteknika stabbli ħafna kemm għax-xokkijiet kif ukoll għall-frizzjoni. L-ilma jneħħi s-saħħa tal-porvli għaliex jifred il-komponenti li jkunu daħlu f'xulxin waqt il-produzzjoni. Fil-fatt it-tliet komponenti tal-porvli jitgħaffġu flimkien fil-molassa jew fil-bettija għal sigħat sħaħ. Dan tant idaħħal it-tliet komponenti ġo xulxin li l-istess komponenti jirreaġixxu b'rata qawwija meta jingħataw in-nar. Waqt il-produzzjoni tal-porvli jintuża ammont żgħir ta' ilma. Wara li l-komponenti jitgħaffġu flimkien, il-porvli jiġi mkeskes billi jingħata ftit ilma, jingħaġen u jiġi mgħoddi minn għarbiel. It-tkeskis jiżgura li t-tliet komponenti tal-porvli jibqgħu magħqudin flimkien sakemm jinħarqu. Wara li jinxef, il-porvli jerġa' jitgħarbel b'għeriebel differenti bir-riżultat li l-pirotekniku jkollu porvli ta' daqsijiet differenti. Aktar ma jkun kbir il-porvli aktar jaqbad bil-mod. Hemm tipi differenti ta' porvli, fosthom porvli mingħajr kubrit. Fl-arja aperta, il-porvli jaqbad bil-mod iżda fl-għeluq jaqbad b'saħħa kbira. Niċċa tal-porvli fl-arja taqbad bil-mod iżda fil-profil tinħaraq b'rata qawwija. L-ibbanjar (Prime jew first fire) Biex l-istilla taqbad tajjeb trid tkun ibbanjata. L-istilla taqbad f'temperatura magħrufa bħala ignition temperature. L-ignition temperature ta' stilla tan-nitrati hi aktar baxxa minn dik tal-klorat tal-potassju li hi aktar baxxa minn dik tal-perklorat tal-potassju. Dan ifisser li stilla bil-klorat taqbad aktar faċilment minn stilla tal-perklorat. It-taħlita li tintuża fl-ibbanjar irid ikollha ignition temperature ta' 500oC jew inqas. Wara li taqbad, din it-taħlita trid tilħaq temperatura aktar għolja mill-ignition temperature tal-istilla. Biex tilħaq temperatura għolja, it-taħlita tal-ibbanjar trid taqbad b'rata baxxa biex is-sħana ma taħrabx iżda jkollha ħin biżżejjed biex tgħolli t-temperatura tal-istilla li mbagħad taqbad. In-nitrat tal-potassju hu l-ossidant li ġeneralment jintuża bit-taħlita tal-ibbanjar. Taħlitiet b'dan in-nitrat għandhom ignition temperature ta' inqas minn 500oC u mhumiex perikolużi biex tippreparahom. Taħlitiet bil-perklorat tal-potassju tajbin ukoll għall-ibbanjar għaliex għandhom ignition temperature baxxa iżda, bħala taħlitiet, huma aktar sensittivi u għalhekk aktar perikolużi. Biex inkunu żguri li taqbad, stilla tan-nitrat tiġi ibbanjata b'porvli normali basta ma tkunx ser tiġi f'kuntatt ma' stilla oħra tal-klorat. Stilla tal-klorat tiġi ibbanjat b'porvli mingħajr kubrit waqt li stilla tal-perklorat jew li jkun fiha perċentaġġ għoli ta' aluminju trid tiġi ibbanjata b'taħlita speċjali li tiġġenera temperatura għolja meta taqbad. Din it-taħlita ġeneralment ikun fiha xi metall, bħall-aluminju, jew is-silikon. Jekk tkun diffiċli ħafna li taqbad, stilla tingħata żewġ saffi: saff ta' ġewwa li jaqbad f'temperatura għolja u saff ta' barra li jaqbad f'temperatura aktar baxxa. Dan ifisser li s-saff ta' barra jqabbad is-saff ta' ġewwa li mbagħad iqabbad l-istilla. Sistema oħra interessanti biex tqabbad stilla li diffiċli ħafna li taqbad tinvolvi saff ta' barra li jkun magħmul mill-porvli u saff ta' ġewwa li jkun magħmul mit-taħlita tal-istilla nfisha mħallta mal-porvli (eż: stilla ħamra tal-perklorat tkun miksija b'saff ta' 50% taħlita tal-istilla ħamra tal-perklorat u 50% porvli u, fuq barra, saff ta' porvli normali. Jekk imbagħad xorta ma taqbadx, l-istilla tingħata saff ieħor jew aktar. Nieħdu l-eżempju ta' stilla tan-nitrat tal-barju lewn il-fidda. Din tinkesa hekk: Stilla / taħlita tal-istilla (75%) u porvli (25%) / taħlita tal-istilla (50%) u porvli (50%) / taħlita tal-istilla (25%) u porvli (75%) / porvli. Xi riċetti għal taħlitiet tal-ibbanjar: Faħam Nitrat tal-Potassju 75% Kubrit 10% Nitrat tal-potassju 75% Faħam 25% Din it-taħlita hi porvli mingħajr kubrit u tintuża fuq stilla li jkun fiha l-putassa. Id-daqqa (bursting charge) Id-daqqa għandha tliet funzjonijiet: tqabbad l-istilla jew il-beraq, tifqa' l-iskartoċċ u tipproġetta l-istilla jew il-beraq f'linja dritta 'l bogħod kemm jista' jkun. L-effett tad-daqqa jiddependi l-ewwelnett fuq it-taħlita li tintuża kif ukoll fuq is-saħħa tal-iskartoċċ u l-irbit. Ħafna pirotekniċi jużaw il-porvli waħdu bħala daqqa iżda hemm okkażjonijiet fejn, biex iqawwu d-daqqa, iżidu sustanzi oħra mal-porvli. Il-porvli li jintuża għad-daqqa jkun imkeskes. Jekk l-ispazju għad-daqqa li jkun hemm fl-iskartoċċ ikun żgħir, il-frak tal-porvli jkunu żgħar u, jekk l-ispazju jkun kbir, il-frak tal-porvli jkunu kbar. Jekk l-ispazju għad-daqqa fl-iskartoċċ ikun żgħir u d-daqqa tal-porvli ma tkunx qawwija biżżejjed, il-porvli jrid jitħallat ma' xi sustanza jew sustanzi oħra. Barra l-porvli hemm l-H3 (75% klorat tal-potassju; 25% faħam), it-taħlita tal-berqa (70% perklorat tal-potassju; 30% aluminju) u t-taħlita tas-suffara (70% perklorat tal-potassju; 30% benzoat tal-potassju) u xi taħlitiet oħra li jistgħu jintużaw bħala daqqa Illum, ħafna pirotekniċi qed jużaw daqqa magħmula minn biċċiet żgħar ta' sufra, qxur tar-ross (rice hulls) jew żerriegħa inkaljata miksija bil-porvli jew taħlitiet oħra. Il-ħxuna tas-saff tat-taħlita tad-daqqa fuq is-sufra, il-qxur tar-ross jew iż-żerriegħa jaffettwa ħafna s-saħħa tad-daqqa. Is-saff ma jridx ikun oħxon ħafna. Is-saff irid ikun irqiq biżżejjed li jaqbad kollu qabel ma jinfetaħ l-iskartoċċ. Jekk jibqa' jaqbad wara li jkun infetaħ l-iskartoċċ is-saff ikun qed jaqbad għalxejn u għalhekk parti mit-taħlita tad-daqqa tkun inħliet. Fil-każ tal-qxur tar-ross miksi bil-porvli jew taħlit ieħor, il-proporzjon tal-massa tad-daqqa għal dik tal-qxur tkun ġeneralment bejn 3:1 u 5:1 iżda l-proporzjon eżatt jiddependi mid-daqs u s-saħħa tal-iskartoċċ, is-saħħa tal-irbit u t-taħlita tad-daqqa wżata. Dan il-proporzjon irid jinħadem wara li jkunu saru l-provi neċessarji. Kif tiksi s-sufra, il-qxur jew iż-żerriegħa Fil-letteratura sibt metodu tajjeb kif jinksew il-qxur tar-ross bit-taħlita tad-daqqa li hi magħmula mill-porvli. Dak li ser ngħidu fuq il-qxur tar-ross nistgħu ngħiduh ukoll fuq is-sufra jew iż-żerriegħa. Il-qxur tar-ross l-ewwel jiġu mgħarbla biex jitneħħa t-trab li jkun fihom. Imbagħad jixxarbu f'ilma sħun għal siegħa. Il-trab tal-porvli li jkun ser jintuża jinqasam f'ħames porzjonijiet indaqs. Ma' erba' porzjonijiet titħallat 5% distrina iżda mal-ħames porzjon ma titħallatx distrina. Wara li jkunu xxarrbu għal siegħa, il-qxur tar-ross jitħalltu mal-ewwel porzjon bid-distrina. Wara li jitħalltu sew, jintuża t-tieni porzjon. U l-proċess jibqa' sejjer hekk sakemm jitħalltu l-ħames porzjonijiet. Peress li d-distrina tgħaqqad il-qxur, fl-aħħar porzjon ma tintużax distrina biex il-qxur jibqgħu separati. F'Malta, il-pirotekniċi li jużaw is-sufra għad-daqqa jużaw il-mixer għat-taħlit. NB: Il-porvli kollu li jintuża għad-daqqa jrid ikun imkeskes. NB: Pirotekniku minnhom irrimarkali li l-kwalità tal-ftuħ tal-murtali tal-kulur waqt il-ħruq jiddependi ħafna fuq il-kundizzjonijiet tat-temp meta jingħalaq il-murtal. Iktar ma' l-murtal jingħalaq f'temp sabiħ lejn is-sajf aktar ir-riżultat ikun tajjeb. Riċetti tad-daqqa Id-daqqa tal-porvli li hi stabbli ħafna: Nitrat tal-potassju 75% Faħam (hemp coal) 15% Kubrit 10% Lamtu tar-ross +2% Taħlita oħra: Nitrat tal-potassju 31% Nitrat tal-barju 31% Aluminju 19% Kubrit 12% Trisulfid tal-antimonju 7% Taħlitiet Perikolużi Il-liġi Maltija fuq il-logħob tan-nar tagħti lista ta' sustanzi kimiċi li ma jistgħux jidħlu f'kamra tan-nar jew li jiġu mħallta ma' xulxin. Il-liġi tgħid hekk: Ħadd ma jista' jimmanifattura, jaħżen, iġorr jew jaħraq xi xogħol tan-nar li jkun fih xi wieħed minn dawn is-sustanzi li ġejjin: taħlita ta' klorat tal-potassju (potassa) u kubrit jew xi klorat f'xi taħlita mal-kubrit; taħlita ta' klorat tal-potassju (potassa) mal-fosforu jew xi klorat f'xi taħlita mal-fosforu; ġelatina tan-nitrogliċerina, TNT jew esplożivi qawwija oħra bħal dawn; jew perklorat tal-ammonium putassa u metalli putassa mal-faħam (H3) Iżda hemm taħlitiet oħra li, għalkemm m'humiex kontra l-liġi, huma perikolużi u li mhux ta' min jaħdem bihom. Kull sustanza kimika li fiha l-ammonju (NH4+) jew li tista' tirreaġixxi u tifforma l-ammonju ma tistax titħallat ma' xi klorat. Fost is-sustanzi li jistgħu jirreaġixxu u jiffurmaw l-ammonju hemm in-nitrat. Għalhekk hu perikoluż ferm jekk f'taħlita jkun hemm flimkien l-ammonju u xi klorat jew xi nitrat u klorat. Meta taħlita ta' aluminju u xi nitrat tiġi f'kuntatt mal-ilma, l-aluminju jirreaġixxi mal-ilma u jifforma l-idroġenu. L-idroġenu jirreaġixxi man-nitrat u jifforma l-ammonja (gass li jintenn). Din ir-reazzjoni tista' tipproduċi sħana biżżejjed biex tqabbad it-taħlita. Għalhekk m'għandek qatt tħallat l-aluminju ma' xi nitrat jekk it-taħlita tkun ser tiġi f'kuntatt mal-ilma. Fortunatament hemm soluzzjoni għal din il-problema .... mat-taħlita żid bejn 1% u 2% ta' aċidu boriku (H3BO3). Il-magal (Mg/Al) jirreaġixxi wkoll man-nitrati u l-ilma. It-taħlita hi wkoll sensittiva għas-sħana, il-frizzjoni u x-xokkijiet. Tajjeb li tevita kemm jista' jkun li tħallat n-nitrati mal-magal. Tista' tnaqqas il-periklu billi, l-ewwelnett, titratta l-magal biż-żejt jew bid-dikromat tal-potassju u mbagħad tuża perċentaġġ żgħir ta' dikromat tal-potassju biex tagħġen it-taħlita. Il-manjesju jirreaġixxi mal-ilma. Kull meta jintuża fit-taħlita, il-manjesju jrid jiġi trattat biż-żejt tal-kittien biex il-metall jinqata' mill-ilma u ma jirreaġixxix miegħu. Għalkemm jirreaġixxi inqas mill-manjesju, il-magal hu perikoluż meta jiġi f'kuntatt mal-ilma. Għalhekk il-magal ukoll għandu jiġi trattat biż-żejt kull meta jintuża f'taħlita. L-aċidu boriku (boric acid) jistabbilizza taħlitiet li fihom l-aluminju, xi nitrat u l-ilma. Iżda l-aċidu boriku jirreaġixxi mal-manjesju u l-magal. Għalhekk l-aċidu boriku m'għandu qatt jintuża f'taħlita li fiha l-manjesju jew il-magal.
Noti fuq il-Kimika tal-Piroteknika