Couleurs | tpe-artifice

Les premiers feux d’artifice ne possédaient que deux couleurs : l’or et l’argent , car les connaissances chimiques de l’époque ne permettaient pas d’en créer d’autres. On s’est aperçu, vers la fin du XVIIIe siècle, qu'en ajoutant au mélange certains éléments chimiques la couleur d’une flamme pouvait être modifiée, il s'agit de la poudre de métaux. Voici quelques exemples de couleurs :

Or → Fer

Argent → Aluminium

Bleu → Cuivre

Rouge → Strontium

Vert → Baryum

Jaune → Sodium

Blanc →

Magnésium

( Il est aussi utilisé pour amplifier l'intensité des couleurs)

Le mélange de poudre dans la bombe est constitué de 1/4 d'oxyde métallique et de 3/4 de poudre noire.

Pour ce faire, la flamme issue de la combustion de la poudre est évidemment constituée d'atomes. Les électrons de l’atome se trouvent sur une couche, en principe ils ne bougent pas d'une couche à une autre mais sous l'effet de la chaleur, certains électrons captent l'énergie thermique. À cause de cette énergie, ils ne peuvent pas rester sur leur couche initiale et se déplacent sur la couche supérieure. Pour redescendre sur leur couche initiale, ils doivent perdre l'énergie qu'ils ont acquise, sous forme thermique et en libérer sous forme lumineuse : quand un électron retourne sur sa couche, c'est-à-dire qu'il se désexcite, il restitue un photon qui est une particule élémentaire constituant la lumière.

Par conséquent, la poudre de métaux chauffée à très haute température est capable d'émettre de la lumière. Si on décompose cette lumière ( par un prisme ou un réseau ), on obtient un spectre de raie d'émission, spécifique pour chaque élément chimique.

Nous avons donc réalisé des expériences dans le but de montrer les différentes couleurs issues de la combustion de certains métaux.

Protocole : Nous positionnons sur une brique réfractaire un pétard cassé en deux afin de récupérer la poudre noire qu'il contient. Ensuite à l'aide d'une spatule nous prélevons la poudre d'un des trois métaux dont nous voulons étudier la couleur obtenue après combustion. Puis nous la versons à l'intérieur d'un tube à essai. L'un d'entre nous tient le be bunsen allumé d'une main et un autre verse le contenu d'un tube à essai sur le bec bunsen. (Les deux premières expériences ne possèdent pas de poudre noire)

Nous observons les résultats : :

Analyse : On peut voir qu'avec la poudre de fer, le mélange crépite et des petites étincelles dorées apparaissent.

Au début de la manipulation avec seulement la poudre de magnésium, il y a des crépitements dorés qui deviennent de plus en plus blancs. Ces crépitements sont suivis d'une sorte d'explosion de couleur blanche avec une très forte intensité de lumière. Ensuite mélangée à de la poudre noire, il y a tout d'abord de petites étincelles puis l'explosion typique de cette poudre. Enfin, au contact du mélange avec la poudre de cuuivre, la flamme du bec bunsen devient verte et grâce au magnésium sa couleur est légèrement intensifiée. Encore une fois, le magnésium cause l'explosion à la fin.