I composti e la colorazione

Scritto il 30 giugno 2009 – 18:05 | da Staff |

La polvere pirica è costituita , oggi come nel passato, dal 75% di nitrato di potassio (salnitro), dal 15% di carbone in polvere e dal 10% di polvere di zolfo. La combustione della polvere pirica (e in generale di un esplosivo tradizionale) non è diversa da una normale combustione, in cui un combustibile (agente riducente) e un comburente (agente ossidante) reagiscono chimicamente tra loro. L’unica differenza rispetto alle normali combustioni consiste nel fatto che il comburente (l’ossigeno) non viene fornito dall’aria, bensì da uno dei componenti solidi della miscela stessa (nel caso della polvere pirica il nitrato di potassio).

Durante la reazione chimica il combustibile cede elettroni al comburente, formando legami con l’ossigeno. I legami che caratterizzano i prodotti della reazione sono più stabili di quelli che caratterizzano i reagenti. Di conseguenza la reazione produce la liberazione di energia sotto forma di calore. In seguito all’ignizione (innesco) la reazione avviene molto rapidamente, analogamente allo sviluppo di energia. Nei fuochi artificiali la polvere pirica funge sia da propellente che da carica esplosiva. Nella polvere pirica i combustibili sono costituiti dal carbone e dallo zolfo. Oltre a questi in campo pirotecnico vengono anche utilizzati altri combustibili: zucchero (per bombe fumogene), silicio e boro (utilizzati soprattutto per le micce) ed elementi metallici, quali alluminio, magnesio e titanio. Questi ultimi bruciano con l’ossigeno dell’aria raggiungendo elevate temperature ed emettendo una luce molto intensa e brillante. Gli elementi metallici vengono anche utilizzati per creare le suggestive emissioni di luce che accompagnano le esplosioni pirotecniche. La luce che si vede in uno spettacolo pirotecnico deriva essenzialmente da tre meccanismi: incandescenza, emissione atomica ed emissione molecolare. Gli effetti dei lampi si possono ottenere con miscele di perclorato di potassio e di alluminio. Le colorazioni che si vedono negli spettacoli pirotecnici derivano dalle emissioni atomiche e molecolari delle sostanze che si formano aggiungendo specifici additivi alla polvere pirica. Così per ottener le colorazioni rosse si utilizzano composti dello stronzio che produce radiazioni di lunghezza d’onda compresa tra 605 e 682 nanometri. Il giallo si ottiene utilizzando composti del sodio che emette la radiazione a 589 nanometri. Le colorazioni verdi si ottengono utilizzando composti del bario che emette radiazioni con lunghezza d’onda compresa tra 507 e 532 nanometri. Un problema difficile da risolvere per i pirotecnici fu l’ottenimento della colorazione blu. Infatti nessun elemento emette una radiazione di questa lunghezza d’onda. Il problema fu risolto utilizzando la molecola CuCl (cloruro rameoso). Tale molecola infatti emette una bella radiazione blu, purché la temperatura venga mantenuta in un intervallo ben preciso (se la temperatura è troppo elevata infatti la molecola si decompone). Particolari sfumature di colore vengono poi ottenute combinando diverse sostanze. Ad esempio il viola viene ottenuto dall’emissione congiunta dei cloruri di stronzio e di rame. Una carica di polvere pirica serve da propellente per portare il fuoco in quota. Al momento del lancio viene accesa anche una miccia ad azione ritardata che determina l’esplosione in quota che innesca le reazioni responsabili delle varie colorazioni.