Nei primi giorni degli Stati Uniti, John Adams scrisse a sua moglie Abigail sulla celebrazione dell'indipendenza, "Dovrebbe essere solennizzato con sfarzo e parata, con mostra, Giochi, Gli sport, pistole, campane, Falò e luminarie da un'estremità all'altra di questo continente da questo Tempo in avanti per sempre." "Falò e luminarie" si riferiscono direttamente a ciò che conosciamo come spettacoli pirotecnici e fuochi d'artificio.

Sono un chimico e anche presidente della Pyrotechnics Guild International, un'organizzazione che promuove l'uso sicuro dei fuochi d'artificio e li usa qui negli Stati Uniti per celebrare il Giorno dell'Indipendenza e altri festival durante tutto l'anno. Come chimico, e qualcuno che conduce dimostrazioni per studenti di chimica, Considero i fuochi d'artificio un ottimo esempio di reazioni di combustione che producono fuoco colorato. Ma l'invenzione dei fuochi d'artificio colorati è relativamente recente e non tutti i colori sono facili da produrre.

Storia antica dei fuochi d'artificio

I petardi furono inventati per caso dai cinesi nel 200 a.C. Ma fu solo mille anni dopo che gli alchimisti cinesi svilupparono i fuochi d'artificio nell'800 d.C. Questi primi fuochi d'artificio erano per lo più intrugli luminosi e rumorosi progettati per spaventare gli spiriti maligni, non i colorati, esplosioni controllate che vediamo oggi. Avanti veloce di un altro millennio e gli italiani hanno capito come aggiungere colore introducendo vari elementi alla miscela infiammabile. L'aggiunta dell'elemento stronzio a un mix pirotecnico di colore produce una fiamma rossa; rame, blu; bario, verde; e sodio per il giallo.

Troppe o troppo poche sostanze chimiche fanno cambiamenti significativi nella temperatura e quindi nella lunghezza d'onda del colore visto. La giusta miscela di sostanze chimiche quando viene accesa produce energia sufficiente per eccitare gli elettroni per emettere diversi colori di luce.

Anche se la chimica di questi colori non è nuova, ogni generazione sembra essere eccitata dai colori schizzati nel cielo. Ora abbiamo una vasta gamma di colori della fiamma:rosso, verde, blu, giallo, viola, e varianti di questi.

Ogni colore funziona allo stesso modo. Quando diversi elementi si accendono, rilasciano diverse lunghezze d'onda della luce che si traducono in colori diversi.

Fare quel perfetto fuoco d'artificio blu

Non tutti i colori dei fuochi d'artificio sono ugualmente facili da creare. Credo che molti dei miei colleghi della ricerca e sviluppo pirotecnici sarebbero d'accordo con me sul fatto che il blu sia il colore più difficile da produrre.

Questo perché il cielo della sera è una sfumatura di blu, il che significa che la maggior parte dei blues non si presenta altrettanto bene. Se provi a rendere il blu più luminoso per contrastare con lo sfondo, può sembrare sbiadito. Il giusto equilibrio di rame e altre sostanze chimiche nella fiamma o nella reazione di combustione produce la migliore fiamma di colore blu in un fuoco d'artificio.

Ne ho tenuto conto quando ho cercato di creare il miglior colore della fiamma blu, che chiamo portapillole blu. È abbastanza luminoso da risaltare contro il cielo notturno, ma è comunque di un blu intenso. Ho oltre 20 formule pirotecniche blu e ne ho trovata una che si avvicina molto a questa sfumatura sfuggente.

Un'altra difficoltà nel creare un colore blu intenso è che la chimica non è semplice. Richiede una combinazione di diversi prodotti chimici e l'elemento rame. Quando il rame si accende, gli elettroni che circondano gli atomi di rame si eccitano e si eccitano nella fiamma. Quando gli elettroni rilasciano questa energia, appare agli osservatori come luce blu. Ogni colore funziona allo stesso modo. Quando diversi elementi si accendono, rilasciano diverse lunghezze d'onda della luce che si traducono in colori diversi. Quindi, quando vedi punti di luce blu che creano un motivo nel cielo notturno, stai davvero vedendo elettroni eccitati che rilasciano energia sotto forma di luce blu.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.