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Creato da paoloalbert il 20/12/2009

CHIMICA sperimentale

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Pirotecnia, Händel e fuochi artificiali

Post n°59 pubblicato il 21 Novembre 2010 da paoloalbert

Tutti gli anni, il lunedì più vicino a ferragosto, da una splendida posizione panoramica collinare a 700 m di altezza e prospiciente la mia visualità estiva, si effettua un tradizionale e seguitissimo spettacolo pirotecnico, che fa alzare gli occhi a migliaia di spettatori raggiunti anche a grande distanza dalle luci e dai colori di questi meravigliosi fuochi.

 

Santa Viola 

 

A parte l'effetto coreografico, come è possibile realizzare questi spettacoli? Come si ottengono queste luci colorate?
Riprendo in mano un libretto ora introvabile che avrò letto in passato forse mille volte: "Pirotecnia e fuochi artificiali" del colonnello Attilio Izzo, edito da Hoepli nel 1950.
Poichè in rete si trovano ottimi scritti sull'arte pirotecnica, sui vari prodotti e sui moderni sistemi di controllo dei lanci, non mi soffermo su queste informazioni ma su quelle più prettamente chimiche.

La base di lancio di ogni fuoco è ancora la gloriosa polvere nera, fatta, come quasi tutti sanno, di una miscela di nitrato di potassio, KNO3, di carbone di legna e di zolfo.
Questa miscela accesa in un punto provoca in tutti i granelli una serie di velocissime reazioni di ossidoriduzione con sviluppo di una ingente quantità di gas ad alta temperatura, che provoca gli effetti ben noti di deflagrazione e spinta.
Il colore della combustione della polvere nera è più o meno quello del carbone, cioè aranciato, scintillante, non particolarmente vivo, e si vede chiaramente all'atto del lancio, a terra, seguito da un botto sordo, che è la violenta spinta verso l'alto del "fuoco" che dovrà accendersi in cielo con il relativo colore.

Analizziamo ora i colori, che sono quelli che ci interessano di più.
Un colore è dato dalla combustione (che è poi sempre una reazione redox) di un combustibile e di un comburente fornitore di ossigeno.
Il combustibile in genere è carbone, gomma lacca, zolfo, lattosio, destrina, nerofumo, PVC, ecc., le formulazioni sono infinite, ogni pirotecnico ha la sua gelosa ricetta speciale...

Determinante ai fini del colore del fuoco è il comburente o un sale ad esso miscelato: sono in genere sostanze fortemente ossidanti derivate da un metallo i cui sali colorano la fiamma.
Ecco qualche esempio, fra quelli più usati:

Luci rosse: sali di stronzio, nitrato Sr(NO3)2, carbonato SrCO3

Luci verdi: sali di bario, nitrato Ba(NO3)2, clorato Ba(ClO3)2

Luci gialle: sali di sodio, ossalato Na2(COO)2, nitrato NaNO3, carbonato Na2CO3

Luci azzurre: sali di rame, carbonato CaCO3, cloruro CuCl2, ossicloruro CuO.CuCl2, solfato ammoniacale CuSO4.nNH4OH.

Luci viola: miscele di coloranti rossi e verdi (Sr + Cu + eventuale Hg2Cl2)

Luci arancio: miscele di coloranti rossi e gialli (Sr + Na)

Luci bianche: alluminio Al, magnesio Mg, siliciuro di calcio CaSi2, antimonio Sb

L'ossidante classico era una volta il clorato di potassio KClO3, ora sempre più sostituito dal perclorato KClO4, molto meno pericoloso.
Il colore della fiamma dello ione potassio è violetto, ma troppo poco intenso per essere determinante, quindi il perclorato serve essenzialmente per far bruciare velocemente e ad alta temperatura il combustibile. A questa temperatura gli ioni dei metalli sopra citati impartiscono alla fiamma il loro caratteristico colore, creando l'effetto coreografico voluto.
E i tre "botti" finali? Questi devono produrre solo la maggior quantità di rumore possibile e sono quindi delle piccole "bombe" non colorate (producono solo un intenso lampo bianco giallastro), ma la cui velocità di "ossidazione" deve essere elevatissima: le ricette sono tante ma non ne metterò qui nemmeno una...

 

 

E dopo questo trionfo di sali di stronzio e bario, godiamoci Händel ! 

 
 
 
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