Wie entstehen die Farben von Feuerwerk?

Neben den Farben hat die meiste Pyrotechnik noch etwas anderes gemein: es knallt, explodiert und fliegt in die Luft. All diese Aktionen sind auf einen Stoff genauer gesagt ein Stoffgemisch zurückzuführen: Schwarzpulver. Dieses besteht aus einem Brenn- und einem Oxidationsmittel, was dessen Verbrennen beschleunigt. In der Regel wird für Schwarzpulver in Feuerwerkskörpern Holzkohle und Schwefel als Brennmittel sowie Kaliumnitrat als Oxidationsmittel genutzt.

Dass Feuerwerksraketen in den Himmel aufsteigen und Böller am Boden explodieren, hat mit ihrem jeweiligen Aufbau zu tun. Bei Raketen brennt die Zündschnur ein Loch in den Boden durch welches, die beim Verbrennen des Schwarzpulvers entstehenden Gase, entweichen können. Der Rückstoß katapultiert die Rakete in die Höhe, der angebrachte Holzstab sorgt für eine möglichst gerade Flugbahn. Bei Böllern hingegen fehlt ein Loch, über das die Gase entweichen können. Das Resultat ist ein hoher Druck im Inneren, der sich mit einer Explosion Bahn bricht.

Eine Rakete, die am Himmel explodieren soll, verfügt über insgesamt drei Ladungen: die erste katapultiert sie nach oben (Treibladung). Die zweite sorgt dafür, dass die Bestandteile, die später als Funken gen Boden sinken aus der Hülse, in der sie in den Himmel geschossen wurden, ausgestoßen werden (Ausstoßladung). Teilweise wird auch mit Verzögerungsladungen gearbeitet, wenn mehrere Effekte hintereinander ablaufen sollen. Die Dritte ist die Effektladung, also die Substanzen, die für die farbliche Abwechslung sorgen.

Welcher Stoff malt welche Farbe an den Himmel?

Nun aber zum Farbspektakel. Der eine oder die andere wird sich noch daran erinnern, in der Schulzeit – oder im Studium – im Fach Chemie sogenannte Flammproben durchgeführt zu haben. Dafür werden Elemente wie Magnesium oder Kalium in eine farblose Flamme gehalten, die sich dann für das jeweilige Element charakteristisch verfärbt. Genau das passiert auch beim Funkenregen von Feuerwerksraketen.

Für Feuerwerksraketen kommen mehrere Substanzen in Form von Salzen zum Einsatz, die gemäß der Farbenlehre gemischt werden können, um andere Farben zu erhalten. Strontium und Lithium brennen jeweils rot, Calcium orange, Natrium gelb, Barium grün, Kupfer blaugrün, Kalium violett, Aluminium, Magnesium und Titan silber und gold entsteht durch eine Mischung aus Eisen und Kohlenstoff. Violett kann statt über Kalium auch über eine Mischung aus Kupfer und Strontium erreicht werden und orange über eine Mischung aus Natrium und Strontium.

In der Regel brauchen die Salze ein Trägermaterial, auf das sie aufgebracht werden, das ist eins der drei Getreide Hafer, Raps oder Reis. Die Getreidekörner werden mit einer Mischung aus Schwarzpulver und dem gewünschten Salz ummantelt und die entstehenden Kügelchen ergeben die Effektladung einer Feuerwerksrakete. In welchen Formen sich die farbigen Funken am Himmel ausbreiten, hängt dann wieder an der Bauweise des Flugkörpers.