La Química Detrás de Los Colores de Fuegos Artificiales

La creación de colores de fuegos artificiales es un esfuerzo complejo, que requiere un arte considerable y la aplicación de la ciencia física. Excluyendo propulsores o efectos especiales, los puntos de luz expulsados de los fuegos artificiales, denominados "estrellas", generalmente requieren un productor de oxígeno, combustible, aglutinante (para mantener todo donde debe estar) y productor de color. Hay dos mecanismos principales de producción de color en los fuegos artificiales, la incandescencia y la luminiscencia.

Índice temático
  1. Incandescencia
  2. Luminiscencia
  3. Calidad de los Ingredientes de los Fuegos Artificiales
  4. Tabla de Colorantes de Fuegos Artificiales
  5. Secuencia de Eventos

Incandescencia

La incandescencia es la luz producida por el calor. El calor hace que una sustancia se caliente y brille, emitiendo inicialmente luz infrarroja, luego roja, naranja, amarilla y blanca a medida que se calienta cada vez más. Cuando se controla la temperatura de un fuego artificial, el brillo de los componentes, como el carbón vegetal, se puede manipular para que tenga el color deseado (temperatura) en el momento adecuado. Los metales, como el aluminio, el magnesio y el titanio, arden muy intensamente y son útiles para aumentar la temperatura de los fuegos artificiales.

Luminiscencia

La luminiscencia es luz producida utilizando fuentes de energía distintas del calor. A veces, la luminiscencia se denomina "luz fría" porque puede ocurrir a temperatura ambiente y a temperaturas más frías. Para producir luminiscencia, la energía es absorbida por un electrón de un átomo o molécula, lo que hace que se excite, pero sea inestable. La energía es suministrada por el calor de los fuegos artificiales en llamas. Cuando el electrón vuelve a un estado de energía inferior, la energía se libera en forma de fotón (luz). La energía del fotón determina su longitud de onda o color.​

En algunos casos, las sales necesarias para producir el color deseado son inestables. El cloruro de bario (verde) es inestable a temperatura ambiente, por lo que el bario debe combinarse con un compuesto más estable (por ejemplo, caucho clorado). En este caso, el cloro se libera en el calor de la combustión de la composición pirotécnica, para formar cloruro de bario y producir el color verde. El cloruro de cobre (azul), por otro lado, es inestable a altas temperaturas, por lo que los fuegos artificiales no pueden calentarse demasiado, pero deben ser lo suficientemente brillantes como para ser vistos.

Calidad de los Ingredientes de los Fuegos Artificiales

Los colores puros requieren ingredientes puros. Incluso pequeñas cantidades de impurezas de sodio (amarillo anaranjado)son suficientes para dominar o alterar otros colores. Se requiere una formulación cuidadosa para que demasiado humo o residuos no enmascare el color. Con los fuegos artificiales, como con otras cosas, el costo a menudo se relaciona con la calidad. La habilidad del fabricante y la fecha en que se produjo el fuego artificial afectan en gran medida la exhibición final (o la falta de ella).

Tabla de Colorantes de Fuegos Artificiales

Color Compuesto
Rojo sales de estroncio, sales de litio
carbonato de litio, Li2CO3 = rojo
carbonato de estroncio, SrCO3 = rojo brillante
Naranja sales de calcio
cloruro de calcio, CaCl2
sulfato de calcio, CaSO4·xH2O, donde x = 0,2,3,5
Oro incandescencia de hierro (con carbón), carbón vegetal o negro de humo
Amarillo compuestos de sodio
nitrato de sodio, NaNO3
criolita, Na3AlF6
Blanco Eléctrico metal candente, como magnesio o aluminio
óxido de bario, BaO
Verde compuestos de bario + productor de cloro
cloruro de bario, BaCl+ = verde brillante
Azul compuestos de cobre + productor de cloro
acetoarsenita de cobre (Verde París), Cu3Como2O3Cu (C2H3O2)2 = azul
cloruro de cobre (I), CuCl = azul turquesa
Púrpura mezcla de compuestos de estroncio (rojo) y cobre (azul)
Plata polvo o escamas de aluminio, titanio o magnesio en llamas

Secuencia de Eventos

¡Solo empacar químicos colorantes en una carga explosiva produciría un fuego artificial insatisfactorio! Hay una secuencia de eventos que conducen a una exhibición hermosa y colorida. Encender el fusible enciende la carga de elevación, que impulsa los fuegos artificiales hacia el cielo. La carga de sustentación puede ser polvo negro o uno de los propulsores modernos. Esta carga se quema en un espacio confinado, empujándose hacia arriba a medida que el gas caliente es forzado a través de una abertura estrecha.

El fusible continúa ardiendo con un retardo de tiempo para alcanzar el interior de la carcasa. La cáscara está llena de estrellas que contienen paquetes de sales metálicas y material combustible. Cuando la mecha alcanza la estrella, los fuegos artificiales están muy por encima de la multitud. La estrella se separa, formando colores brillantes a través de una combinación de calor incandescente y luminiscencia de emisión.

Analista de Laboratorio

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