Fuochi d’artificio spettacoli pirotecnici ad effetti speciali

E’ certo capitato a tutti di assistere  ad uno spettacolo pirotecnico: chi non ha provato un misto di ammirazione e stupore di fronte alla “pioggia di colori”che scende dal cielo oscurato dalla notte? Ammirazione , stupore e qualche volta spavento provocato dai “botti” improvvisi. Cascate colorate e “botti” sono il risultato di reazioni chimiche di ossidazione molto rapide e di combustioni. Questo stesso tipo di reazioni sta alla base della chimica degli esplosivi, molti dei quali sono trinitroderivati aromatici che vengono preparati a partire da benzene e toluene. Certo gli esplosivi rievocano immediatamente alla mente immagini di morte e distruzione: alte colonne di fumo nero che si levano delle macerie di quartieri devastati, spesso abitati da civili inermi ed indifesi. Dietro l’uso di questi particolari composti chimici credo giusto sottolineare che esistono precise responsabilità di alcuni uomini di scienza, i quali hanno messo o mettono consapevolmente la loro intelligenza al servizio di tutto ciò. Non è la loro chimica che diventa “buona” o “cattiva”  a seconda che si parli dei medicinali o degli esplosivi: la chimica è una disciplina scientifica in quanto tale non è passibile di alcun giudizio morale. I fuochi d’artificio producono: luce, rumore e fumo.

Essi sono costituiti essenzialmente da polvere nera cui vengono poi aggiunti intensificatori del colore ritardatori dello scoppio, e coloranti.

La polvere nera è una miscela di composti costituiti da:

1)       Nitrato di potassio KNO3 (74.65%)

2)     Carbone vegetale (13.50%) combustibile prodotto dalla carbonizzazione della legna che porta ad una graduale perdita di  ossigeno, azoto e idrogeno con conseguente aumento del tenore di carbonio nel legno

3)     Zolfo (11.85%)

La combustione della polvere nera è una reazione di ossidoriduzione che produce molti prodotti di reazione quali il carbonato di potassio K2CO3, il solfato di potassio K2SO4, il solfuro di potassio K2S, il carbonato di ammonio (NH4)2CO3, il biossido di carbonio CO2, il monossido di carbonio CO.

La combustione della polvere nera nota con il nome polvere pirica non è diversa dalle normali combustioni: combustibile + comburente. L’unica differenza è che il comburente, l’ossigeno, non è fornito dall’aria ma da uno degli stessi componenti della polvere nera, nella fattispecie KNO3.

Variando la composizione percentuale si possono avere variazioni nella velocità di reazione. L’aggiunta di magnesio e alluminio in polvere incrementa l’emissione luminosa mentre l’aggiunta di alcuni sali provoca una diversa colorazione ad esempio il nitrato di bario Ba(NO3)2 determina una colorazione rossa, i sali di sodio una colorazione gialla, quelli di potassio una colorazione violetta, i sali di calcio una colorazione arancione, mentre quelli di rame conferiscono una colorazione verde-azzurro. Nelle moderne polveri, il nitrato di potassio è stato sostituito da una miscela di  clorato e perclorato di potassio KClO3 e KClO4 rispettivamente. Per ottenere una fiamma splendente e abbagliante si usa l’antimonio sotto forma di solfuro Sb2S3. Ad esempio la reazione che avviene tra nitrato di potassio, carbonio e zolfo è la seguente:

10 KNO3 +  8 C + 3 S → 2 K2CO3 + 3 K2SO4 + 6 CO2 + 5 N2

Tale reazione è una reazione di ossidoriduzione in cui  vi è una sola specie che si riduce ovvero acquista elettroni infatti l’azoto passa da numero di ossidazione +5 a numero di ossidazione 0 mentre vi sono due specie che si ossidano infatti il carbonio passa da numero di ossidazione 0 a numero di ossidazione +4 e lo zolfo da numero di ossidazione 0 a numero di ossidazione +6. Nella composizione dei fuochi d’artificio possono essere contenuti una serie di altri composti tra i quali l’acido gallico, l’acido triidrossibenzoioco che vengono usati in miscele sibilanti e l’acido picrico ovvero trinitrofenolo che è un potente esplosivo.

 

 

Sistemi Parti Potere calorfico

cal  g-1

Gas sviluppati

Cm3 g-1

Temperatura di accensione °C

Sensib. Impatto

cm

PirotecniciPetardi(BaCrO4 – B) 90-10

480

13

650

30

Infiammatori(NaNO3-Mg-resina) 38-50-5

1456

74

640

48

Fumogeni(Zn –KClO4– esaclorobenzene) 69-19-2

616

62

475

38

Flash(Ba(NO3)2-Al-KClO4) 30-40-30

2147

15

700

66

Detonanti

Tritolo

 

 

1060

1000

475

60

 

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Author: Chimicamo

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