#QuiCurioso - A Química dos fogos de artifício: uma explosão de cores

A Química dos fogos de artifício: uma explosão de cores

Escrito por: Amanda de Cássia Dias

Alguma vez você já se perguntou o porquê dos fogos de artifício terem diversas cores? Vocês sabiam que toda essa explosão de cores está basicamente relacionada com a Química?

Vamos começar falando um pouco sobre a sua história, não se sabe muito bem como se deu origem aos fogos de artifício. Segundo Freitas (2012, p. 9): “[...] sua história se encontra entrelaçada com a história das diversas instrumentações que se utilizam do fogo como fonte de ignição e que têm como principal combustível a pólvora”. A origem da pólvora é muito imprecisa. Acredita-se que por volta do século VIII d.C. alquimistas chineses, entre outros, à procura do elixir da vida, fizeram diversas misturas contendo todos os tipos de substâncias, incluindo óleos, mel e cera de abelha e dois ingredientes significativos para o futuro dos “trabalhos de fogo”: o salitre e o enxofre (RUSSEL, 2009).

Esses chineses, ao misturar nitrato de potássio (KNO₃), carvão e enxofre, numa dada proporção, obtiveram um pó acinzentado que entrava rapidamente em combustão, às vezes violentamente, com a mínima ignição. Assim, os chineses descobriram a pólvora já no século I (SANTOS, 2015). Atualmente sabe-se que a pólvora é um dos componentes principais dos fogos de artifício.

Mas o que são os fogos de artifício? Valim (2018) diz que os fogos de artifício são, basicamente, um dispositivo envolvido em um cartucho de papel, no formato de um cilindro que contém o propelente (a carga explosiva) no seu interior, que leva os fogos para o alto. A pólvora negra, por exemplo, é um tipo de propelente que é bastante utilizada. Ela é composta por nitrato de potássio, enxofre e carvão. Outros compostos que podem ser utilizados na pólvora são o perclorato de potássio (KClO₄) ou clorato de potássio (KClO₃), que são oxidantes e altamente explosivos. O KClO₄ e KClO₃, como mostrado na figura 1, aumentam a explosão e a claridade dos fogos.

Figura 1:Estruturas básicas de um morteiro (esquerda) e foguete (direita) utilizados como fogos de artifício

FONTE: O MUNDO DA QUÍMICA

A explicação científica para esta explosão de cores se dá pois, basicamente os fogos de artifício têm em sua composição substâncias químicas classificadas como sais, que contém em sua composição diferentes elementos metálicos. Ao acender um fogo de artifício, o calor da chama provoca a movimentação dos elétrons, que são partículas presentes nos átomos e ocupam diferentes níveis energéticos, como dizem os físicos e químicos. Quando a substância é aquecida, a energia liberada desloca o elétron para um nível mais energético e quando essas partículas voltam ao estado inicial e liberam a energia absorvida, uma luz é emitida (COSTA; GOMES, 2012).

Podemos entender por luz, não só a radiação gama espectral estreita que constitui a luz visível (a luz que enxergamos), mas também as porções de luz ultravioleta (UV) e infravermelho (IR), que são de grande importância e aplicação no meio científico (ELLERN, 1968 apud FREITAS 2012). Com isso, a formação de luzes e cores dos fogos de artifício é explicada por meio do modelo atômico de Bohr, como visto abaixo na figura 2.

Figura 2: Subníveis de Bohr

FONTE: Que a Química faça parte da sua história

Desse modo, como foi explicado acima, cada elemento químico, quando passa pelo processo de excitação e retorno ao estado fundamental, conhecido como salto quântico, emite luz,  com diferentes comprimentos de onda e específicas cores, como mostra a  tabela 1, dando origem à explosão de cores que todos conhecem. A cor prata ou branca é produzida pela queima de pó de Magnésio (Mg) e Alumínio (Al), já a cor dourada é obtida através do aquecimento do Ferro (Fe), a cor vermelha vem dos sais de Estrôncio (Sr), a cor laranja é obtida através do Cálcio (Ca), queimando o Sódio (Na) teremos a cor amarela, a cor verde vem da queima de Bário (Ba) e a cor azul vem dos compostos de cobre (Cu).

Tabela 1: Relação entre substâncias e emissão de cores visíveis

FONTE: O MUNDO DA QUÍMICA

Apesar da sua beleza, as reações químicas que ocorrem nos fogos de artifício exigem cuidado por parte do indivíduo que o utiliza. Portanto, o manuseio errado dos fogos de artifício pode provocar acidentes e lesões e existe uma série de recomendações específicas para o uso dos mesmos, como mostraa figura 3.

Figura 3: Cuidados necessários com os fogos de artifício

FONTE: EXTRA GLOBO

Da próxima vez que você ver uma explosão de fogos de artifício, lembre-se do papel da química na produção de cada uma das cores que você vê e comemore!

 

Referências Bibliográficas

[1]  DOS SANTOS, C.V. , P. A Química dos Fogos de Artifício, O Mundo da Química. Disponivel em: https://www.omundodaquimica.com.br/curiosidade/fogo,

Acesso em 01 de agosto de 2021

[2]  FREITAS, T.V. , Fogos de artifício: história, ciência e sociedade. 2012. 51 p., il. Monografia (Licenciatura em Química) — Universidade de Brasília, Brasília, 2012

[3]   SOUZA,     L.A.,    "Química     presente      nos     fogos    de     artifício";   Brasil    Escola. Disponível        em                                                                                                                             :
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/quimica-presente-nos-fogos-artificio.htm. Acesso em 01 de agosto de 2021.

[4]  VALIM, P. , Química dos fogos de artifício. Ciência em ação. 2020. Disponível em:<https://cienciaemacao.com.br/a-quimica-dos-fogos-de-artificio/#:~:text=Composi%C3% A7%C3%A3o%20dos%20fogos%20de%20Artif%C3%ADcio&text=Ela%20%C3%A9%20co mposta%20por%20nitrato,s%C3%A3o%20oxidantes%20e%20altamente%20explosivos> Acesso em 01 de agosto de 2021.
 
[5]  "De onde vêm as cores dos fogos de artifício?". Só Química. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008. Disponível em :http://www.soquimica.com.br/curiosidades/c17.php. Acesso em 01 de agosto de 2021.
 

[6] RUSSEL, M.S. The Chemistry of Fireworks. London: Royal Society of Chemistry, 2009.