I colori dei fuochi d’artificio che illuminano i cieli con i loro spettacoli fantasmagorici affascinano grandi e bambini contribuendo al clima di festa.
L’origine dei fuochi d’artificio è incerta ma di certo si sa che la pirotecnica nacque in Cina intorno all’anno 1000 a seguito della scoperta della polvere da sparo detta anche polvere nera.
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Il fuoco di artificio è costituito da un involucro di cartone al cui interno vi sono palline di polvere nera dette stelle e di altri composti chimici. Al centro dell’involucro vi è una carica di apertura contenente polvere nera la cui deflagrazione è provocata da una spoletta che viene accesa al momento dell’innesco. La deflagrazione provoca l’accensione delle stelle che vengono proiettate verso il cielo e, a seconda di come sono state assemblate e delle sostanze chimiche in esse contenute, si ottengono giochi di luce diversi.
Colorazione dei fuochi d’artificio
I diversi colori dei fuochi d’artificio sono dovuti alla presenza di particolari sostanze chimiche: quando infatti a una specie chimica viene fornita energia gli elettroni passano da uno stato fondamentale a uno stato eccitato assorbendo una energia quantizzata.
Ricadendo poi allo stato fondamentale l’energia assorbita viene riemessa sotto forma di radiazione avente energia pari a E = hν essendo h la costante di Planck e ν la frequenza della radiazione.
Se la radiazione ha una frequenza, ovvero una lunghezza d’onda, che cade nel campo del visibile si evidenzia una colorazione tipica.
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Ad esempio quando viene riscaldato il nitrato di sodio gli elettroni del sodio assorbono energia sotto forma di calore e passano dallo stato fondamentale allo stato eccitato rilasciando l’energia assorbita di circa 200 kJ/mol che è caratterizzata da una tipica radiazione gialla.
La quantità di energia rilasciata che varia da elemento a elemento è caratterizzata da una tipica lunghezza d’onda: energie elevate corrispondono a basse lunghezze d’onda che cadono nella regione tra il violetto e il blu dello spettro visibile. Energie più basse corrispondenti a lunghezze d’onda maggiori cadono nella regione tra l’arancione e il rosso dello spettro del visibile.
I colori dei fuochi d’artificio sono prodotti dai cationi presenti in alcuni sali che emettono radiazioni di determinate lunghezze d’onda.
Composti utilizzati
Colore | Composto | |
Rosso | Nitrato di stronzio Sr(NO3)2 | Utilizzato insieme a composti contenenti ioni cloruro |
Rosso | Carbonato di stronzio SrCO3 | Si decompone producendo biossido di carbonio |
Rosso | Ossalato di stronzio SrC2O4 | Si decompone producendo biossido di carbonio e monossido di carbonio. In presenza di magnesio produce una colorazione più chiara |
Rosso | Cloruro di stronzio SrCl2 | Dà una colorazione rosso brillante |
Arancione | Carbonato di calcio CaCO3 | Si decompone producendo biossido di carbonio |
Arancione | Cloruro di calcio CaCl2 | |
Arancione | Solfato di calcio CaSO4 | Produce luce intermittente |
Giallo | Carbonato di sodio Na2CO3 | Si decompone producendo biossido di carbonio |
Giallo | Nitrato di sodio NaNO3 | Produce luce brillante |
Verde | Cloruro di bario BaCl2 | |
Verde | Carbonato di bario BaCO3 | Dà un colore gradevole quando è usato in combinazione con il perclorato di ammonio |
Blu | Cloruro di rame (I) CuCl | Fornisce una luce blu molto intensa |
Viola | Combinazione di composti contenenti Sr e Cu | Il colore si ottiene per sintesi additiva |
Per il colore argento vengono aggiunti magnesio, alluminio, titanio, solfuro di antimonio