A aproximadamente 20 séculos atrás na China, o homem teve contato com um novo composto, que surgiu sem querer através da mistura de Salitre (Nitrato de Potássio), Enxofre e Carvão, que possuía a capacidade de explodir quando moído e exposto a alguma fonte de calor, esse composto era a pólvora. Com a descoberta de tão interessante composto, o ser humano começou a perceber que o mesmo podia servir para produzir trabalho que levaria muito tempo para ser feito por homens, ou seja, era uma bom artefato para agilizar certos serviços pesados.
Porém uma das primeiras utilidades da pólvora esteve relacionado com a área de entretenimento, ou seja, a princípio a grande capacidade energética que a pólvora tinha, não era usada para fins se não de espetáculos.
Os chineses foram o primeiro povo a vislumbrar uma queima de fogos de artifício, com diversas cores explodindo em homenagem ao imperador ou eventos do calendário.
Mas como um fogo de artifício explode em cores diferentes, o que a pólvora tem a ver com isso?
A pólvora não tem muito a ver com a cor das explosões, porém a explosão somente se dá por causa da deflagração de um cartucho de pólvora. Esse composto ao receber energia na forma de calor ou pressão, ele torna-se muito instável, ocorrendo uma reação onde se tem uma expansão de gases muito rápida, ou seja, uma onda de choque juntamente com gases quentes se movem em todas as direções com extrema violência, caracterizando assim uma explosão.
A cor da explosão se dá pelo fato de junto ao cartucho com pólvora haver também alguns pedaços de um determinado metal. Cada metal puro, quando exposto a uma chama, é capaz de liberar uma luz colorida, podendo ser diferente da cor da chama ao qual o metal é exposto. Esse é um procedimento muito conhecido atualmente e aplicado em aulas de Química Analítica, chama-se Teste de Chama e é uma análise qualitativa do elemento químico em questão.
O efeito se dá com o fornecimento de energia aos elétrons do metal, que tornam-se excitados e passam de um sub-nível energético inferior para um nível energético superior, porém a excitação dura pouco tempo, o que força o elétron retornar para seu sub-nível de energia mais estável (o que necessita de menos energia para ser estável), liberando assim a energia acumulada sem uso na forma de luz (fóton). Como os elétrons mais externos estão em sub-níveis, em orbitais e em períodos diferentes, cada átomo da tabela tende a ter cor diferente a outros comparando tudo isso, porém pode ocorrer de átomos muito grandes possuírem configurações e energias muito parecidas, levando assim a terem cores parecidas no teste de chama.
Excitação do Elétron recebendo e energia na forma de calor e Relaxamento do mesmo liberando um fóton
Nos fogos de artifício, a liberação de energia na forma de calor é tão grande, que queimam os metais que se encontram junto do cartucho. Esses metais então tem seus elétrons excitados e logo em seguida relaxam novamente até o nível energético mais estável, liberando determinada luz colorida com o excesso de energia que não foi usada para manter o elétron excitado.
Abaixo temos uma tabela com os metais mais usados e as cores que liberam quando queimados.
Podemos ver as explosões no vídeo e as cores no seguinte vídeo:
https://www.youtube.com/watch?v=bbzPuYqqv5k
https://www.youtube.com/watch?v=bbzPuYqqv5k
Praticamente todos os metais citados na tabela estão presentes nas explosões dos fogos desse vídeo.
