An Silvester steigen wieder unzählige Feuerwerksraketen empor und malen den Nachthimmel bunt an. Doch wie funktionieren sie eigentlich?
Vier Bestandteile einer Feuerwerksrakete
In einer Feuerwerksrakete stecken prinzipiell vier Hauptkomponenten: die Zündschnur, die Treibladung, die Zerlegerladung und die Effektladung. „Die Zündschnur besteht aus einem organischen Material, das in der Regel mit einem Oxidationsmittel getränkt ist“, erklärt Wolfgang Tremel. Er ist Professor am Institut für Anorganische Chemie und Analytische Chemie der Universität in Mainz. Die Zündschnur ist mit der Treibladung im unteren Teil der Rakete verbunden. Diese enthält Schwarzpulver, das aus Kohlenstoff, Schwefel und Kaliumnitrat besteht. „Beim Abbrennen des Schwarzpulvers entstehen große Mengen an Verbrennungsgasen, die sich rasch ausdehnen, und so für den Auftrieb sorgen“, erklärt Tremel. „Schwefeldioxid ist die Komponente, die man dann auch beim Abbrennen riecht.“
Metallverbindungen für Farben verantwortlich
Sobald die Treibladung am höchsten Punkt der Flugkurve durchgebrannt ist, entzünden sich Zerleger- und Effektladung. Die Effektladung enthält Alkali- und Erdalkalimetallverbindungen, die zu Kugeln verdichtet sind. Die Elektronen dieser Elemente werden durch die Verbrennungsenergie in höhere Energiezustände angeregt. Die Elektronen können die Energie wieder in Form von farbigem Licht abgeben. Die Farbeffekte hängen von den Bestandteilen der Effektladung ab. Je nach Metall ergeben sich unterschiedliche Farben: Natriumverbindungen leuchten gelb, Kaliumverbindungen violett, Strontiumverbindungen rot, Bariumverbindungen grün und Kupferverbindungen blau. Magnesiumverbindungen schaffen weiße, sehr helle Lichteffekte. Metallpulver aus Magnesium verbrennt unter großer Helligkeitsentwicklung in Sekundenbruchteilen und lässt Blitzeffekte entstehen.
Die Zerlegerladung besteht wie die Treibladung aus Schwarzpulver. Ihre Explosion sorgt nicht nur für den Knall, sondern auch dafür, dass sich die Effektladung verteilt. „Ob die Lichter in alle Richtungen explodieren oder wie Regen zu Boden rieseln, hängt von der relativen Menge der Zerleger- und Effektladung ab“, sagt Tremel. Für gestaffelte Effekte montiert man mehrere voneinander getrennte Effektladungen, die sich nacheinander entzünden.
