Os fogos de artifício tiveram origem na China há cerca de 2000 anos. A pólvora, também conhecida como pólvora negra para distingui-la da moderna pólvora sem fumaça, é o primeiro explosivo químico conhecido. Quase mil anos depois, um monge chinês chamado Li Tian criou o primeiro fogo de artifício enchendo uma vara de bambu com pólvora e jogando-a no fogo, criando uma forte explosão.
Hoje, os fogos de artifício são usados para celebrar eventos e tradições em muitas culturas ao redor do mundo. Embora 4 de julho ainda seja o “grande dia”, os americanos usam fogos de artifício o ano todo para comemorar em festivais, eventos especiais, eventos esportivos como o Super Bowl e o famoso show da Disney. Fogos de artifício iluminaram os céus de todo o Japão para marcar um ano até o início das Olimpíadas de Tóquio.
Estamos todos um pouco obcecados com essas paisagens de tirar o fôlego, mas por que alguns fogos de artifício explodem, alguns assobiam e outros estalam? O que cria os deslumbrantes vermelhos, laranjas, amarelos, verdes, azuis e roxos que explodem no céu, provocando “oohhhhs” e “ahhhhhhs” de espectadores cativados?
Encante os futuros engenheiros de fogos de artifício nas aulas de ciências, mostrando-lhes a química por trás das belas cores e dos sons ensurdecedores dos fogos de artifício que acendem nossas emoções.
Primeiro, vamos dar uma olhada em um pouco da ciência por trás dessas sinfonias deslumbrantes no céu.
Combinação explosiva
Cada fogo de artifício contém pelo menos um produto químico rico em oxigênio, um agente oxidante:
- Nitrato de potássio
- Perclorato de potássio
- O nitrato de estrôncio é rico em oxigênio, mas também produz uma chama vermelha
Em seguida, você precisa de combustível para se combinar com o oxidante para produzir calor. Substâncias como enxofre, carvão, alumínio ou magnésio em pó são utilizadas como combustível. O oxidante quebra as ligações químicas do combustível, liberando energia. O fogo (de um pavio ou chama direta) inicia uma reação química.
O que está por trás dos sons de cliques, estalos e explosões
Cubra seus ouvidos! Quando alguns fogos de artifício explodem, eles podem rivalizar com a tempestade mais forte.
A mistura química contida em um fogo de artifício determina o som que ele emite. Os pirotécnicos queimam essa mistura para criar a explosão que esperamos quando os fogos de artifício explodem. A pólvora é uma carga explosiva feita de enxofre, carvão e nitrato de potássio (salitre). O enxofre e o carvão atuam como combustíveis, enquanto o salitre é um agente oxidante.
Existem cargas explosivas mais modernas com pó metálico em seu interior, que são mais nítidas e barulhentas e piscam com efeito de luz, criando fogos de artifício que sacodem a casa. As cobranças de estouro comuns incluem:
- Pó preto
- Flash de pólvora
- H3
- Mistura de assobios
Mantenha a pólvora seca porque, uma vez aceso o fusível, ele queima no centro da caixa, acende o fusível de retardo conectado à carga de ruptura e BOOM!
Aquele som estrondoso que ouvimos após uma explosão é causado pela rápida liberação de energia, que faz com que o ar se expanda mais rápido que a velocidade do som, criando uma onda de choque. Essas bombas explodindo no ar são certamente a prova de que nossa bandeira ainda está lá (toque uma música patriótica aqui)!
Como os fogos de artifício obtêm essas cores espetaculares
Sabemos que vários elementos químicos, quando aquecidos a altas temperaturas, eliminam essa energia emitindo comprimentos de onda específicos de luz. Os sais metálicos são ideais para fogos de artifício porque esses compostos produzem cores intensas quando queimados.
Alguns exemplos incluem
- Estrôncio para vermelho
- Bário para verde
- Cálcio para laranja
- Cobre para azul
- Sódio para amarelo
- Cobre e estrôncio para violeta
Quando um elemento é aceso, os elétrons que cercam os átomos são excitados e carregados com energia na chama. Quando diferentes elementos entram em ignição, eles emitem diferentes comprimentos de onda de luz, que são convertidos em cores diferentes dependendo do tipo de fogo de artifício.
Algumas cores são mais difíceis de reproduzir do que outras. A maioria dos engenheiros pirotécnicos concorda que o azul é a cor mais difícil de produzir. Isso ocorre porque o céu noturno tem um tom de azul, então a maioria dos tons de azul não aparece tão bem quanto as outras cores. Se você tentar clarear o azul para contrastar com o fundo, ele poderá parecer desbotado. Você deve obter o equilíbrio certo de cobre e outros produtos químicos na chama ou na reação de combustão para obter a melhor chama azul em seus fogos de artifício.
Os alunos vão gostar de aprender sobre a química da pirotecnia. Um dia eles poderão se tornar o pirotécnico que nos encanta com o barulho, os estalos e as cores vivas dos fogos de artifício.
O mal, como as casas de apostas, como as bolsas de criptomoedas, como as drogas, como o dinheiro rápido. Claro, tudo isso é mau e...