إذاً دعونا نتعرف سويا على الفكرة الأساسية التي تعتمد عليها الألعاب النارية والمكونات الأساسية لها.
منذ إن اخترعت الصين البارود الأسود، في القرن الثامن عرف العالم الألعاب النارية، وانتشرت أفكار صناعة الألعاب النارية في دول شرق آسيا. والبارود الأسود هو مزيج من الفحم والكبريت ونترات البوتاسيوم المعروف أحيانا بملح البارود. وتعتبر الصين من أوائل دول العالم في استخدام وصناعة الألعاب النارية، يليها اليابان وإندونيسيا وباكستان والبرتغال وتايلاند والفلبين وجنوب ايطاليا وأسبانيا.
تنقسم الألعاب النارية إلى أنواع عديدة نذكر منها بإيجاز الأنواع الأربعة الرئيسية التالية:
المفرقعات:
وتتكون من بارود وهو عبارة عن مزيج من الفحم والكبريت ونترات البوتاسيوم مع إضافة الألمنيوم في بعض الأحيان لتأخذ المفرقعات شكل النجوم عند انفجارها بالهواء.
الألعاب المضيئة
تعتمد الألعاب المضيئة على استخدام المواد التالية:
وقود
عامل مؤكسد
بودرة الحديد
مادة لاصقة
وقد أصبح من الشائع جدا استعمال بودرة الألمنيوم والحديد والصلب والزنك أو الماغنسيوم مع إضافة بعض المواد الكيميائية مع مكونات الألعاب المضيئة لكي تظهر هذه الأضواء أكثر بريقا ولمعانا وبألوان خلابة.
الألعاب النارية الهوائية
وتتكون الألعاب النارية الهوائية من المواد التالية:
العبوة (عجينة ورقية)
أسطوانة
شحنة مفجرة
فتيل الإشعال
ويتم إطلاق قذيفة الألعاب النارية الهوائية بواسطة مدفع صغير مزود بشحنة من البارود الذي ينفجر بداخل ماسورة المدفع مما ينتج عنها احتراق الشحنة المفجرة التي تطلق القذيفة في الهواء. وأثناء ذلك يحترق فتيل الإشعال وعندها تكون القذيفة قد وصلت إلى أعلى نقطة ثم تنفجر العبوة بالكامل في الهواء.
القذائف النارية متعددة الأشكال هناك بعض من الألعاب النارية تنفجر في الهواء على عدة مراحل وبمختلف الأشكال، حيث إنها تحتوي على نجوم مختلفة الألوان والأشكال ينتج عند انفجارها أصوات فرقعة وصفير مميز. وتتكون هذه القذائف من عبوات صغيرة متداخلة مع بعضها وتحتوي كل منها على فتيل للاشتعال بحيث تنفجر كل واحدة تلو الأخرى بطريقة سلسلة وبترتيب معين يصاحبه أشكال هندسية
تولد الألعاب النارية ثلاثة أشكال من الطاقة : صوت و دوي ،ضوء ساطع و حرارة
إن تولد الألوان ناتج عن تسخين الأملاح مثل نترات الصوديوم أو كلوريد الكالسيوم ، تمتص العناصر الطاقة الناتجة عن التسخين وتصدرها كضوء بألوان معينة
الطاقة التي تمتصها الذرة تحول موقع الإلكترون من حالة الطاقة الاوطىء وتعرف بالحالة الأرضية ground state إلى مستوى طاقة أعلى تعرف بحالة الإثارة excited state
ان الطاقة الزائدة من حالة الإثارة تبعث كضوء وتعود الالكترونات إلى الحالة الأرضية
كمية الطاقة المنبعثة تختلف من عنصر إلى آخر وهذه الطاقة هي التي تحدد لون الضوء الذي يسطع من هذا العنصر او ذاك
فعند تسخين نترات الصوديوم فإن الكترونات ذرات الصوديوم تمتص الطاقة الحرارية وتصبح حينئذ في حالة الإثارة ، هذه الحالة المثارة الغنية بالطاقة لا تدوم طويلا فسرعان ما تصدر تلك الالكترونات المثارة طاقة تصل الىKj/mol 200 مثلاً وتتمثل تلك الطاقة بالضوء الأصفر
تتفاوت كمية الطاقة المنبعثة من عنصر لآخر و بالتالي فإن الطول الموجي للضوء الصادر عنها يختلف أيضا من عنصر لآخر ،والضوء ذو الطاقة العالية له طول موجي قصير كاللون البنفسجي و الأزرق أما الألوان ذات الطاقة المنخفضة فأطوالها الموجية اقصر كالأحمر والبرتقالي
تعتمد أشكال وألوان الألعاب النارية على التركيبة الكيميائية للعبوة المستعملة فيها. وهناك أسماء وأنواع مختلفة للألعاب النارية مثل "الأخطبوط الذهبي" و"المظلة" و"الشجرة" و"الزهور" و"جوز الهند" و"زهور الربيع" و"المطر السحري" و"السيوف المتشاكية" و"الإشعاعية" و"الشمس الذهبية" و"النخيل" و"العبوة اليابانية" التي يكون له شكل مميز هو الصاروخ المستدير.
أما ألوان الألعاب النارية فتختلف بحسب الاملاح الموجودة فيها
الاحمر
املاح الاسترونتيوم واملاح الليثيوم
كربونات الليثيوم Li2CO3(احمر غامق)
كربونات الاسترونتيوم SrCO3 (احمر فاتح)
البرتقالي
املاح الكالسيوم (كلوريد الكالسيوم CaCl2)
الاصفر
املاح الصوديوم (كلوريد الصوديوم NaCl )
الاخضر
مركبات الباريوم + منتجات الكلور (كلوريد الباريوم BaCl2 )
الازرق
مركبات النحاس + منتجات الكلور (كلوريد النحاسوز CuCl )
الارجوان
خليط من مركبات الاسترونتيوم (احمر) + مركبات النحاس (ازرق)
الفضي
المنيوم ، تيتانيوم او مغنسيوم
كيمياء الألعـــــــــاب النــــــــــــارية
لصناعة الألعاب النارية توضع عجينة أو كتلة من الأملاح المعدنية قطرها حوالي 3 ـ 4 سم
تشمل الألعاب النارية خليط من عامل مؤكسد وعامل مختزل وعامل ملون (ملح معدني) و أربطة
للحصول على نموذج للألعاب النارية يخلط 75% نترات البوتاسيوم 15% فحم 10% كبريت لتفجر بسرعة 3 أمتار في الثانية
إن الضؤ و صوت انفجار الصادر عن الألعاب النارية ما هو إلا نتاج تفاعل كيميائي (أكسدة واختزال)
المواد المؤكسدة تنتج غاز الاكسجين اللازم للاحتراق ولإثارة ذرات المركبات فينبعث منها الضؤ
تستخدم أملاح كل من الكلورات والنيترات والبيركلورات أما عوامل الاختزال فهي الكبريت و الكربون هذه المواد تندمج مع الاكسجين الناتج عن المواد المؤكسدة محدثة الانفجار
أكثر المواد المؤكسدة استعمالاً هي النيترات وبالأخص نيترات البوتاسيوم التي تنحل إلى أكسيد البوتاسيوم ونيتروجين والسجين
4KNO3= 2K2O + 4O2 + 2N2
لكن نترات البوتاسيوم لا تطلق كل الاكسجين عند انحلالها لهذا تستخدم كمكون اساسي للمسحوق الاسود
في عام 1830م صنع الايطاليون العاباً نارية باستخدام مواد مؤكسدة تنتج حرارة تصل على 1700مْ – 2024مْ وهذه المواد هي الكلورات و التي تطلق كل الاكسجين عند انحلالها
2KClO3 = 2KCl + 3O2
مركبات الكلورات احياناً تنفجر بمجرد سقوطها على الارض
عدم استقرار الكلورات يعود الى قدرة ذرة الكلور على الاتحاد بأربع ذرات اكسجين و لكنها في الواقع تتحد بثلاث ذرات اكسجين مما يجعل ذرة الكلور غير مشبعة و اكثر نشاطاً لهذا عند انحلال الكلور تنطلق كل ذرات الاكسجين
في السنوات الأخيرة استعمل منتجو الألعاب النارية البيركلورات بدلاً من الكلورات لاستقرارها و الحصول على نسبة اكسجين اكثر
تحتوي البيركلورات ClO4 الذي فيه كل ذرة كلور ترتبط بأربع ذرات اكسجين وبالتالي فإن ذرة الكلور ترتبط بالحد الاقصى من ذرات الاكسجين لذا فإنها اكثر استقراراً
KClO4 = KCl + 2O2
البيركلورات ليست أكثر استقراراً فحسب و لكنها غنية بالأكسجين مقارنة بالكلورات و النيترات
الاكسجين الناتج عن النيترات أو الكلورات أو البيركلورات تندمج مع العوامل المختزلة لإنتاج الغازات الساخنة والتي تتمدد بفعل الحرارة
أما عوامل الاختزال الأكثر شيوعاً هي الكبريت والفحم لتنتج ثاني أكسيد الكبريت او ثاني أكسيد الكربون
ان هذه التفاعلات تنتج حرارة إضافية إلى سرعة وقوة التفجير
ضحايا الألعاب النارية
شرر وأدخنة وضوضاء .. ضرائب بهجة الألعاب النارية
لا تخلو صحيفة يومية في العالم من حوادث حرائق وانفجارات سببها الألعاب النارية راح ضحيتها مئات الشباب والأطفال؛ فعلى سبيل المثال وقع في الصين 98 حادثة انفجار بسبب الألعاب النارية في الشهور التسعة الأولى من عام 2024، مما أدى إلى مصرع 209 أشخاص بزيادة 24% على عن الفترة المماثلة من عام 2024. كما أشار تقرير منظمة العمل الدولية عن عمالة الأطفال في نفس العام إلى مصرع عدد كبير من الأطفال في الصين عندما كانوا يصنعون الألعاب النارية؛ لذا وضعت الحكومة الصينية إجراءات صارمة لتقييد إنتاج الألعاب النارية بهدف كبح التفجيرات الناجمة عن الألعاب النارية.
تتعدد أضرار وخطر الألعاب النارية بين الصحية والبيئية والكيمائية، فمن الناحية الطبية يقول د. محمد سمير عبد العاطي أستاذ طب الأطفال بجامعة عين شمس: يعتبر الأطفال والمراهقون أكثر الفئات العمرية تعرضا لهذه الألعاب، وتسبب لهم الحرائق والتشوهات المختلفة التي قد تكون خطيرة في أغلب الأحيان، علاوة على أن الصوت الصادر عنها يؤثر وبشكل كبير على الأطفال المتواجدين بالقرب من منطقة اللعب، ويعد هذا نوعا من أنواع التلوث الضوضائي الذي يؤثر على طبلة الأذن وبالتالي يسبب خللا وظيفيا في عمل المخ قد يستمر لمدة شهر أو شهرين.
إضافة لذلك فإن الشرر أو الضوء والحرارة الناجمة عن استخدام المفرقعات تعد سببا رئيسيا للأضرار بالجسم، وخاصة منطقة العين الحساسة. كما أن الرماد الناتج عن عملية الاحتراق يضر بالجلد والعين إذا ما تعرض له الطفل بشكل مباشر؛ حيث تصاب العين بحروق بالجفن والملتحمة وتمزق في الجفن، أو دخول أجسام غريبة في العين، أو انفصال في الشبكية، وقد يؤدي الأمر في إلى فقدان كلي للعين.
كما تعتبر هذه الألعاب من أسباب التلوث الكيميائي والفيزيائي، وكلاهما أخطر من الآخر، فالرائحة المنبعثة من احتراق هذه الألعاب تؤدي إلى العديد من الأضرار الجسيمة، هذا بالإضافة إلى الأضرار الكارثية التي تنتج عن انفجار مستودعات الألعاب النارية التي تحتوي على هذه المواد نتيجة تخزينها بشكل خطأ.
وهناك نوعان من التداول لهذه الألعاب: تداول الأطفال الذي يعتمد على اللعب العشوائي في التجمعات السكنية، والذي ينتج عنه أضرار جسيمة للطفل نفسه وللمحيطين به. وتداول واستخدام الدولة لهذه الألعاب بشكل منظم وأكثر أمنا، حيث يقوم متخصصون بتحديد توقيت فترة الألعاب النارية، وكيفية وضع الجمهور في مثل تلك العروض، أي إنها تقوم على أساس دراسات محددة مثل السعودية التي بدأت منذ 2024م تنظيم مهرجانات للألعاب النارية في الأعياد متخذة إجراءات وضوابط معينة للحفاظ على سلامة الجمهور
امـان الالعـاب النـارية
على الرغم من استعمال الالعاب النارية بكثرة الا انها تعد من المتفجرات الخطيرة اذ تشير الاحصائيات الى ان اكثر من 8000 شخص في الولايات المتحدة الاميركية يعانون من اصابات مختلفة جراء استعمال الالعاب النارية معظمهم من الاطفال
ولسلامة الجمهور ينبغي ان تتخذ الاجراءات التالية
يجب ان يبقى المشاهدون للالعاب النارية على بعد 840 قدم من منطقة
يجب عدم اطلاق الالعاب النارية عند هبوب الرياح اكثر من 20 ميل في الساعة
منتجو الالعاب النارية يجعلونها اطول لتكون اكثر اماناً و مع ذلك فقد يتعرض العاملون الى اصابات جراء اطلاق الالعاب النارية
ينبغي ان تكون سقوف مصانع الالعاب النارية ضعيفة حتى في حال حدوث انفجار يكون الانفجار الى اعلى بدلاً من ان يكون الى الخارج جوار المصنع
معظم الالعاب النارية مازالت تصنع بالايدي لأن المكائن يمكن ان تسبب حرارة نتيجة الاحتكاك او الكهرباء الساكنة مما قد ينجم عنه حدوث انفجارات