A química por trás dos fogos de artifício de diamante

Nem todos os fogos de artifício são criados iguais. Por exemplo, há uma diferença entre um foguete e um diamante: O objetivo de um foguete é criar uma explosão controlada; um diamante, por outro lado, queima por um longo período de tempo (até um minuto) e produz uma chuva brilhante de faíscas.

Um diamante consiste em várias substâncias:

• Um oxidante
• Um combustível
• Ferro, aço, alumínio ou outro pó de metal
• Um aglutinante combustível

Além desses componentes, também podem ser adicionados corantes e compostos para moderar a reação química. Freqüentemente, carvão e enxofre são combustíveis de fogos de artifício, ou os estreladores podem simplesmente usar o fichário como combustível. O aglutinante é geralmente açúcar, amido ou goma-laca. Nitrato de potássio ou clorato de potássio podem ser utilizados como oxidantes. Metais são usados ​​para criar as faíscas. Fórmulas de diamante pode ser bem simples. Por exemplo, um diamante pode consistir apenas em perclorato de potássio, titânio ou alumínio e dextrina.

Agora que você viu a composição de um diamante, vamos considerar como esses produtos químicos reagem um com o outro.

Oxidantes produzem oxigênio para queimar a mistura. Os oxidantes são geralmente nitratos, cloratos ou percloratos. Os nitratos são constituídos por um íon metálico e um íon nitrato. Os nitratos liberam 30% de seu oxigênio para produzir nitritos e oxigênio. A equação resultante para nitrato de potássio é semelhante a esta:

2 KNO₃(sólido) → 2 KNO₂(sólido) + O₂(gás)

Os cloratos são constituídos por um íon metálico e um íon clorato. Os cloratos liberam todo o oxigênio, causando uma reação mais espetacular. No entanto, isso também significa que eles são explosivos. Um exemplo de clorato de potássio produzir seu oxigênio ficaria assim:

2 KClO₃(sólido) → 2 KCl (sólido) + 3 O₂(gás)

Os percloratos têm mais oxigênio, mas são menos propensos a explodir como resultado de um impacto do que os cloratos. O perclorato de potássio produz oxigênio nesta reação:

KClO₄(sólido) → KCl (sólido) + 2 O₂(gás)

Os agentes redutores são o combustível usado para queimar o oxigênio produzido pelos oxidantes. Essa combustão produz gás quente. Exemplos de agentes redutores são enxofre e carvão, que reagem com o oxigênio para formar dióxido de enxofre (SO₂) e dióxido de carbono (CO₂), respectivamente.

Dois agentes redutores podem ser combinados para acelerar ou retardar a reação. Além disso, os metais afetam a velocidade da reação. Pós de metal mais fino reagem mais rapidamente do que pós ou flocos grossos. Outras substâncias, como farinha de milho, também podem ser adicionadas para regular a reação.

Os aglutinantes mantêm a mistura unida. Para um diamante, os aglutinantes comuns são a dextrina (um açúcar) umedecida pela água ou um composto de goma-laca umedecido pelo álcool. O aglutinante pode servir como um agente redutor e como um moderador da reação.

Vamos juntar tudo. Um diamante consiste em uma mistura química que é moldada em um bastão ou fio rígido. Esses produtos químicos geralmente são misturados com água para formar uma pasta que pode ser revestida com um fio (por imersão) ou derramada em um tubo. Depois que a mistura secar, você terá um diamante. Pó ou flocos de alumínio, ferro, aço, zinco ou magnésio podem ser usados ​​para criar faíscas brilhantes e cintilantes. Os flocos de metal esquentam até ficarem incandescentes e brilharem intensamente ou, a uma temperatura suficientemente alta, realmente queimarem. Às vezes, os estrelinhas são chamados de bolas de neve em referência à bola de faíscas que envolve a parte ardente do estrelinha.

Uma variedade de produtos químicos pode ser adicionada para criar cores. O combustível e o oxidante são proporcionados, juntamente com os outros produtos químicos, para que o queima de diamante devagar, em vez de explodir como um foguete. Uma vez que uma extremidade do diamante é acesa, ela queima progressivamente até a outra extremidade. Em teoria, o final do bastão ou fio é adequado para apoiá-lo durante a queima.

Obviamente, faíscas que caem em cascata de um bastão aceso apresentam risco de incêndio e queimadura; menos obviamente, os estrelinhas contêm um ou mais metais, para que possam representar um risco à saúde. Os estrelinhas não devem ser queimados nos bolos como velas ou usados ​​de outra maneira que possa levar ao consumo das cinzas. Portanto, use estrelinhas com segurança e divirta-se!