Você já sabe porque os fogos de artifício são coloridos? Qual será a relação da química com os fogos? 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 aumentam a explosão e a claridade dos fogos. Mas porque são usados sais de potássio e não de sódio, por exemplo? Os sais de sódio até podem ser utilizados, mas eles absorvem a água da atmosfera com mais facilidade que os de
potássio, o que pode atrapalhar no momento da explosão. Além disso como veremos a seguir, o sódio é responsável pela luz amarela e se fosse utilizado poderia ofuscar as outras cores, devido a intensidade da luz amarela. Vimos que a cor amarela provém do sódio. Mas se não tem sódio na pólvora como isso é possível? O que irá determinar a cor da luz produzida na explosão são os sais de diferentes elementos químicos. Esses
sais são misturados na pólvora durante a fabricação desses fogos, como os sais de sódio, por exemplo. Sendo assim, quando detonados, produzem cores diferentes. É interessante pensamos, que eles não estouram de uma só vez. Por isso, que na parte inferior do cartucho fica o propelente e na parte superior fica a “bomba” com pequenos pacotinhos desses sais. Logo, existem na verdade dois pavios, um para o propelente que queima mais rápido e o outro para a bomba, que é mais demorado para
que exploda somente no céu. As formas dos desenhos? Elas são diferentes! Mas como? Os desenhos variam de acordo com a disposição dos pacotinhos de sais que são responsáveis pela cor e efeitos que surgem nas explosões. Sais de cálcio: cor laranja Sais de estrôncio ou carbonato de lítio: cor vermelha Sais de sódio: cor amarela Pó de titânio, alumínio ou magnésio: cor Prata (chuva de prata) Ferro: cor dourada Cobre: cor azul Estrôncio misturado com cobre: cor roxa Bário: cor verde incandescente O espetáculo proporcionado é lindo, entretanto, bem barulhento também devido a grande quantidade de pólvora. Como funciona os fogos de artifícioAs cores são produzidas a partir de dois fenômenos: incandescência e luminescência IncandescênciaÉ a luz produzida pelo aquecimento das substâncias. Desta forma, quando um metal é aquecido, por exemplo, ele emite radiação infravermelha que vai se modificando até que se torna visível na cor branca. LuminescênciaÉ a luz produzida a partir da emissão de energia, na forma de luz por um elétron excitado. Alguns materiais quando são excitados emitem luz. Os elétrons dos átomos desses materiais, absorvem energia e passam do nível de menor energia para o nível de maior energia. Mas qual o fator externo responsável por essa energia? Nesse caso, o calor do fogo. Quando o pavio é aceso inicia a combustão, fornecendo assim energia para os átomos dos elementos químicos que estão lá presentes. Desta forma, o elétron “salta” para um nível de maior energia. Certo? Acontece que, o estado fundamental é mais estável que o estado excitado, e por isso, imediatamente esse elétron retorna ao nível de menor energia. É nesse momento que o elétron libera a energia que foi absorvida, emitindo-a na forma de luz (fóton). Lembrando que, o fóton de energia emitido é diferente para cada elemento químico, pois eles possuem órbitas com níveis de energia com valores diferentes. É por essa razão, que cada elemento emite uma cor característica. Agora gás nobre, no momento em que os fogos anunciarem a chegada do ano novo, você vai saber a origem das cores e o porquê de tanta beleza! Vimos aqu,i a química que envolve esse fenômeno e queremos aproveitar para lhe desejar um feliz ano de 2018! Desejamos a vocês um ano repleto de luz, amor, saúde, prosperidade e é claro, de muitos estudos! Valeu Gás nobre e até ano que vem!  Leia mais:O texto Átomo de Rutherford mostrou que, segundo os estudos desse cientista, um modelo atômico que explicaria as propriedades da matéria seria que o átomo é composto de um pequeno núcleo positivo (constituído por prótons e nêutrons) onde está inserida a massa praticamente total do átomo, envolta de uma região denominada eletrosfera onde os elétrons ficam girando. No entanto, o modelo atômico de Rutherford possuía alguns erros. Por exemplo, o elétron possui carga negativa, portanto, se ele girasse ao redor do núcleo, que é positivo, ele iria perder energia na forma de radiação, com isso, suas órbitas iriam diminuir gradativamente e os elétrons iriam adquirir um movimento espiralado, acabando por se chocar com o núcleo. Mas isso não ocorre na prática. Por isso, em 1913, o cientista Niels Bohr (1885-1962) propôs um modelo que se baseou no modelo de Rutherford, apenas aprimorando-o, por isso ele passou a ser chamado de modelo atômico de Rutherford-Bohr. Bohr se baseou também na teoria quântica da energia de Max Planck e nos espectros de linhas dos elementos para criar os seguintes princípios fundamentais:
Esse último postulado explica porque os fogos de artifício emitem cores diferentes. Cada sal presente nos fogos de artifício possui um cátion de elementos químicos diferentes. Quando são aquecidos, os elétrons desses elementos saltam de nível de energia, mas quando voltam para o nível original, eles emitem a energia que foi absorvida na forma visível. Cada cor corresponde a uma quantidade de energia característica. Por exemplo, se usarmos um sal de cobre veremos a cor azul, já se usarmos um sal de bário, a cor emitida será a verde e assim por diante. Outras cores podem ser vistas no texto Química dos Fogos de Artifício. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) Os níveis de energia para os átomos dos elementos conhecidos são no máximo 7 e são representados pelas letras K, L, M, N, O, P, e Q. * Crédito da imagem: Antonio Abrignani e Shutterstock.com. Como o modelo de Bohr explica os fogos de artifício?Cada íon existente na composição das substâncias utilizadas ou formadas na combustão da pólvora emite uma luz com uma cor característica (conforme pode se ver na tabela 1), quando submetidos à ação de uma chama. Isso é explicado por meio do modelo atômico de Rutherford-Böhr.
Como é possível explicar o fenômeno segundo o modelo atômico de Bohr?Isso se explica pelo fato de que os elétrons, em seus átomos, absorvem energia elétrica e depois a liberam na forma de luz. Sendo assim, ele deduziu que um átomo tem um conjunto de energia disponível para seus elétrons, isto é, a energia de um elétron em um átomo é quantizada.
Por que os fogos de artifício emitem cores?Segundo ele, os fabricantes misturam sais de diferentes elementos à pólvora para deixar os fogos de artifício coloridos. Assim,quando detonados, os fogos produzem cores diferentes. “Se colocar o cloreto de cálcio, teremos a cor laranja. O verde surge a partir do cloreto de bário.
Qual o princípio envolvido na liberação de luz pelos fogos de artifício?A combustão dos fogos de artifício é uma reação química exotérmica entre a pólvora e o oxigênio, liberando calor e luz. Essa liberação de calor e luz ocorre porque os elétrons dos átomos absorvem energia e passam para níveis energéticos mais externos (maior energia).
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Como você poderia explicar o fenômeno de emissão de luz que ocorre nos fogos de artifício de acordo com o modelo de Bohr?
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