Para muitos, na virada do ano é muito comum presenciar algum show de fogos de artifício, seja ao vivo ou pela televisão. Para aqueles que optam por assistir ao vivo, o barulho nas redondezas do espetáculo é gigantesco. E isso, é devido à grande quantidade de pólvora existente nos fogos de artifício.
Um fogo de artifício é composto basicamente por pólvora (mistura de enxofre, carvão e salitre ‘nitrato de potássio’) e por um sal de um elemento químico determinado (é isso que ditará a cor da luz produzida na explosão).
A pólvora é algo que já foi muito explorado nos últimos séculos, principalmente, com fins militares, como por exemplo, na 1ª e 2ª Guerra Mundial. Geralmente, a descoberta da pólvora é atribuída aos chineses, que aparentemente a fizeram por volta do ano 1000 d.C. Aos chineses também é atribuída a invenção dos fogos de artifícios, que desenvolveram algo semelhante ao que conhecemos hoje.
Na Europa, como é de conhecimento de muitos, ocorreram diversas guerras, dentro e patrocinadas por seus países. Isso ajudou no desenvolvimento de técnicas de trabalho com a pólvora e até a sua melhoria. Neste continente, a pólvora chegou por volta do século XIII ou XIV, mas só no século XVIII, durante a Revolução Francesa é que a sua produção foi aperfeiçoada. Antoine Laurent Lavoisier, durante esta revolução, foi nomeado como o responsável pela munição, ou seja, pela pólvora. Até então, o salitre utilizado na produção de pólvora era obtido de forma primitiva e em pequenas quantidades. Lavoisier foi quem descobriu uma maneira de sintetizar o salitre em grandes quantidades, o que possibilitou um aumento sensível na produção e utilização da pólvora.
A pólvora, em um fogo de artifício, possui, além do salitre, perclorato de potássio ou clorato de potássio, espécies explosivas, que acumulam também a função de oxidar enxofre e carvão. A presença desses sais de potássio é também uma maneira de aumentar a explosão e a claridade proporcionada pelo fogo de artifício. Normalmente, são utilizados sais de potássio, mas nunca de sódio, pois os sais de sódio absorvem água da atmosfera, o que pode atrapalhar na explosão. Além disso, os sais de sódio liberam intensa luz amarela ao ser aquecido, o que ofuscaria as outras cores dos fogos de artifício.
A Química das cores
As cores observadas em um show de fogos de artifício são produzidas a partir de dois fenômenos, a incandescência e a luminescência.
A incandescência ocorre quando substâncias são aquecidas a elevadas temperaturas (tal como ocorre em uma lâmpada incandescente, na qual temos um filamento metálico sendo aquecido por uma corrente elétrica). Nos fogos de artifício, esse fenômeno é explorado, utilizando metais como o alumínio e o magnésio, que queimam produzindo alta claridade. Já a luminescência, ocorre quando há emissão de energia, na forma de luz (fenômeno ocorrido em nível atômico).
O fenômeno da luminescência pode ser explicado da seguinte maneira: 1) Um átomo, de um elemento químico qualquer, possui elétrons em níveis de energia. Ao receber energia, os elétrons são excitados, ou seja, são promovidos a níveis de energia mais elevados. 2) O elétron excitado tem a tendência de voltar para o nível menos energético, pois é mais estável. Quando essa passagem ocorre, há liberação da energia absorvida, só que agora, na forma de um fóton, ou seja, na forma de luz.
A luminescência é uma característica de cada elemento químico. Ou seja, átomos de sódio, quando aquecidos, emitem luz amarela, pela luminescência. Já os átomos de estrôncio e lítio produzem luz vermelha. Os de bário produzem luz verde e assim por diante.
Os fogos de artifício recorrem a estes fenômenos para liberarem luzes de cores e intensidades variadas. No entanto, nos fogos de artifício são utilizados sais dos elementos químicos, pois o elemento puro, é muitas vezes, reativo.
Para produzir as cores mais comuns de luzes emitidas pela queima dos fogos de artifício, amarela, azul, vermelha, verde, branco e laranja, são utilizados sais dos elementos: sódio, cobre, lítio ou estrôncio, bário, alumínio ou magnésio e cálcio, respectivamente.
* Miguel Medeiros, mestre em química pela Universidade Federal de Minas Gerais, atua como consultor químico em problemas ambientais e é professor assistente na Universidade Federal de Ouro Preto. Na área de ensino de química, ele atua como palestrante e ministra cursos por várias cidades brasileiras.
