segunda-feira, 24 de junho de 2013

Os fogos de artifício... química sim!!


Os fogos de artifício são explosivos dotados de um pavio para iniciar a combustão. A combustão inicial provoca a rápida ascensão do foguete, que a certa altura explode violentamente. Eles são usados em festas populares ou celebrações para criar um efeito ruidoso ao acontecimento, e como meio de aviso de que algum acontecimento está iniciando ou terminando.

Além de se valerem da luz e calor do sol, os homens, em seus primórdios, utilizavam também o fogo. Embora não soubessem provocar fogo, os homens talvez tenham aproveitado incêndios acidentais provocados por raios ou por lava incandescente de algum vulcão. Aprenderam inicialmente, a manter o fogo. Os "guardiões do fogo" vigiavam dia e noite esses incêndios acidentais, alimentando-os com gravetos, folhas, etc. Há 500 mil anos, o homem primitivo queimava madeira para conseguir luz e calor.

O domínio do fogo – saber fazer e usar controladamente o fogo proveniente da combustão (queima) – significou uma transformação profunda na vida dos homens. As transformações químicas que ocorrem no cozimento de alimentos, na produção de utensílios cerâmicos, de metais como ferro e ligas metálicas como bronze, só foram possíveis com a energia liberada nas combustões. Até o ano 1200, a madeira era a principal fonte de energia, o combustível gerador de calor e luz. Mas, já no século XIV, com a invenção do alto forno, o carvão vegetal passou a ser mais utilizado devido a sua maior eficiência.

No século XVIII, James Watt construiu a primeira máquina a vapor e o carvão mineral passou a ser utilizado como combustível. Nas máquinas a vapor, utiliza-se combustível para aquecer água e assim, gerar vapor d'água, o qual movimenta a máquina. Pode-se imaginar que o desenvolvimento industrial e o crescimento das cidades criavam a necessidade cada vez maior de energia e, consequentemente, de combustíveis que suprissem tal necessidade. O petróleo já era conhecido desde a Idade Antiga, mas era pouco utilizado como combustível pois o homem não sabia como extraí-lo do solo. Por volta de 1860 o petróleo passou a ser explorado comercialmente, com a perfuração dos primeiros poços na Califórnia, Estados Unidos. A iluminação pública começou a ser feita com lampiões a petróleo, em substituição aos de óleo animal.

A iluminação elétrica só foi possível quando o homem aprendeu a produzir energia elétrica em larga escala. Durante o século XIX muitos estudos foram realizados visando a transformação da energia mecânica em elétrica. A invenção do gerador de eletricidade, isto é, um gerador que transforma energia de movimento (mecânica) em elétrica, e a invenção da turbina hidráulica, tornou possível obter-se energia elétrica em grande quantidade. O petróleo passou a ser queimado para produzir imensas quantidades de vapor d'água para movimentar turbinas hidráulicas. Numa usina termelétrica, por exemplo, o vapor movimenta uma turbina, que, por sua vez, movimenta um gerador, ocorrendo a produção de energia elétrica. As usinas termelétricas são responsáveis ainda hoje por cerca de 90% da energia elétrica fornecida a todo o mundo. No Brasil, as usinas termelétricas são responsáveis por cerca de 5% da energia elétrica gerada. Nessas usinas são queimados derivados do petróleo, gás natural, carvão ou ainda bagaço de cana-de-açúcar. Ao longo de sua história, o homem, utilizando o calor proveniente das reações de combustão para diversos fins percebeu que materiais diferentes quando queimados, fornecem diferentes quantidades de energia. Assim, substituiu a madeira pelo carvão vegetal, este pelo carvão mineral, e todos esses pelo petróleo.

Mas, o que é uma reação de combustão? Que transformações ocorrem nos materiais fornecendo tanta energia? Somente no século XVIII, com a descoberta do oxigênio, é que se começou a entender tais reações. Estudos feitos por Lavoisier (1743-1794) permitiram concluir que a combustão era na verdade uma reação com o oxigênio contido no ar atmosférico. Assim, o carvão, os óleos, o petróleo reagem com oxigênio, formando outros materiais e liberando energia. É necessário, entretanto, fornecer certa quantidade de energia para que as reações iniciem. Quando são queimadas substâncias que contêm carbono (petróleo, óleos, carvão etc) ocorre à formação de dióxido de carbono (CO2), um dos gases responsáveis pelo aumento do efeito estufa.

Conforme o elemento químico adicionado junto à mistura explosiva, podem ser obtidas diferentes cores, como podemos ver na tabela abaixo:

Elemento químico adicionadoCor dos fogos
SódioAmarelo
LítioVermelho
BárioVerde
PotássioAzul ou Púrpura
MagnésioBranco ou Prata
CobreAzul
EstrôncioVermelho
CálcioAmarelo
AlumínioBranco
FerroDourado
FONTE: pt.wikipedia.org/wiki/Fogos_de_artifício

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