O documento discute a história, a química e os processos físicos envolvidos na produção de fogos de artifício, desde suas origens na Itália até os avanços químicos que permitem uma diversidade de cores. A variação de cor dos fogos se deve às transições eletrônicas nos átomos dos metais utilizados, enquanto a poluição ambiental gerada por esses espetáculos leva à busca por alternativas mais ecológicas. A produção de fogos de artifício é complexa e requer cuidados rigorosos na escolha dos materiais e no controle das condições de combustão.

1. ATIVIDADE COMPLEMENTAR Página 1
ESPETÁCULOS DE SONS E LUZ NOS CÉUS
Os fogos de artifício foram levados pelos
árabes para a Europa, e as festividades
pirotécnicas de caráter cívico ou religioso surgiram
na Itália, na cidade de Florença, no final do século
14.
Os espetáculos produzidos atualmente por
fogos de artifício atraem e seduzem espectadores
de todas as idades e crenças. No entanto, o
espectro de cores nem sempre foi tão amplo
assim. Nos primórdios, as cores desses artefatos
estavam limitadas ao dourado e prateado, por ser
a mistura dos componentes restrita a apenas
pólvora, o carvão (carbono vegetal) e limalha de
ferro.
Vale ressaltar que as imagens e os sons de
cada explosão são resultados de diversas reações
químicas.
MUDANÇA DE ORBITAL
Para que se entenda como os fogos de
artifício colorem o céu e o barulho que provocam,
é preciso se entender o que são átomos. Os
átomos são formados por núcleos – que contém
os prótons e os nêutrons – e por elétrons. Como o
nome sugere, os núcleos ocupam uma região
muito pequena e condensada – cerca de 99% da
massa atômica está aí concentrados.
Para exemplificar o tamanho reduzido do
núcleo, basta fazer o seguinte exercício de
imaginação. Se o tamanho dele for aumentado até
atingir o de uma cabeça de alfinete ou mesmo de
um palito de fósforo, o átomo terá, então, o
tamanho aproximado do anel do estádio de
futebol do Maracanã.
O universo de cores de fogos de artifício
ganhou não só novos matizes com a descoberta,
em 1786, do clorato de potássio, pelo químico
francês Claude Louis Berthollet (1748-1822), mas
também com grande luminosidade e brilho com a
disponibilidade dos elementos químicos magnésio
(1865) e alumínio (1894).
Inventados pelos chineses antes da era cristã,
os fogos de artifício terrestre deram lugar aos
fogos aéreos só a partir do século passado. Além
da variedade de forma, a multiplicidade de cores
torna a queima de fogos de artifício um grande
espetáculo.
Quem os vê a distância não imagina as
reações químicas que estão por trás das
impressionantes apresentações pirotécnicas que
maravilham, por exemplo, todos os anos, os
milhões de pessoas que vão assistir à festa de Ano
Novo.
Mas o que realmente faz com que ocorra
essa variedade de cores no céu?

2. ATIVIDADE COMPLEMENTAR Página 2
BARULHO E LUZ
Por trás desse espetáculo a química, está os
processos de perda de elétrons (oxidação) e
fornecimento de energia para essas partículas
subatômicas (excitação eletrônica).
O primeiro processo é responsável pelo
barulho produzido pelo aquecimento das
substâncias químicas; o segundo, pela emissão de
luz.
Os elétrons estão dispostos em regiões
chamadas orbitais. Os orbitais ocupam regiões de
diferentes energias, e o processo do aparecimento
da cor está relacionado às transições dos elétrons
de um orbital para outro. Isso ocorre quando os
elétrons absorvem energia e passam para níveis
de maior energia.
Para dissipar a energia absorvida e voltarem
ao nível de origem, os elétrons emitem luz. Cada
elemento químico emite luz com cores distintas e
bem características – as cores emitidas por um
elemento funcionam como um tipo de carteira de
identidade dele.
DEPENDE DO ELEMENTO
O leitor talvez já tenha notado na cozinha
que, quando cai uma pequena quantidade de sal
na chama do fogão, a luz emitida é de um amarelo
forte.
As diferentes cores que vemos nos fogos de
artifício dependerão das características químicas
dos elementos que são usados para preparar
esses artefatos.
Por sua vez, o barulho produzido é gerado
pela onda de choque criada pelo deslocamento do
ar, devido às reações de oxidação.

3. ATIVIDADE COMPLEMENTAR Página 3
MAIS ECOLÓGICOS
Entretanto, há o lado ruim dos fogos de
artifício. Eles poluem o meio ambiente. Por isso,
estudos vêm sendo feitos pelos químicos para
diminuir a agressão ambiental que eles causam.
Exemplo dessa adaptação aos novos tempos
são os sais inorgânicos, que vêm sendo
substituídos por substâncias orgânicas cujas
moléculas formam “anéis” em que estão ligados
vários átomos de nitrogênio (polinitrogenados);
por isso, no processo de explosão, liberam gás
nitrogênio, causando, assim, grande
deslocamento de ar, mas sem lançar produtos
poluentes – vale lembrar que o nitrogênio é um
dos elementos que formam o ar.
Para finalizar, um alerta: é importante
lembrar que somente pessoas qualificadas e
habilitadas podem produzir essas maravilhas, que
nos encantam em diversos festejos cívicos e
religiosos.
1. Desenhe o modelo atômico que explica os
fenômenos ocorridos nos fogos de artifícios. Em
seguida caracterize as partículas subatômicas, em
relação: a carga, localização no átomo e tamanho.
2. Fogos de artifício utilizam sais de
diferentes íons metálicos misturados com um
material explosivo. Quando incendiados, emitem
diferentes colorações. Por exemplo: sais de sódio
emitem cor amarela, de bário, cor verde, e de
cobre, cor azul. Essas cores são produzidas
quando os elétrons excitados dos íons metálicos
retornam para níveis de menor energia. O modelo
atômico mais adequado para explicar esse
fenômeno é o modelo de:
a) Rutherford
b) Bohr
c) Thomson
d) Dalton
e) Millikan
3. O sulfeto de Zinco (ZnS) tem a
propriedade denominada de fosforescência, capaz
de emitir um brilho amarelo-esverdeado depois
de exposto à luz. Análise as afirmativas a seguir,
todas relativas ao ZnS, e indique a opção correta.
a) Salto de núcleos provoca fosforescência
b) Salto de nêutrons provoca fosforescência
c) Salto de elétrons provoca fosforescência
d) Elétrons que absorvem fótons aproximam-se
do núcleo.
e) Ao pagar a luz, os elétrons adquirem maior
conteúdo energético.

4. ATIVIDADE COMPLEMENTAR Página 4
4. A luminescência (excitação eletrônica) é
usada na produção de fogos de artifício, em que
as cores brilhantes são produzidas pela queima de
diferentes elementos químicos.
1. Laranja ( ) sais de cálcio
2. Amarelo ( ) sódio
3. Prata ( ) pó de titânio, de alumínio
ou magnésio.
4. Dourado ( ) metal de ferro
5. Dourado ( ) metal de cobre
6. Roxo ( ) mistura de Estrôncio e
Cobre
5. Na produção de fogos de artifício,
diferentes metais são misturados à pólvora para
que os fogos, quando detonados, produzam cores
variadas. Por exemplo, o sódio, o estrôncio e o
cobre produzem, respectivamente, as cores
amarela, vermelha e azul. Se a localização dos
elétrons num determinado nível depende da sua
quantidade de energia, é INCORRETO afirma que:
a) Quando a pólvora explode, a energia
produzida excita os elétrons dos átomos
desses metais, fazendo-os passar de níveis de
menor energia para níveis de maior energia.
b) Quando o elétron retorna para o esta
fundamental, ele cede energia anteriormente
recebida em forma de luz.
c) A luminosidade colorida nos fogos de artifício
não depende do salto de elétrons de um nível
para outro.
d) No laboratório, o estrôncio poderia ser
identificado pela coloração vermelha quando
este recebe o calor de uma chama.
6. A fabricação de fogos de artifício requer
um controle rigoroso das variações do processo
como, por exemplo, a proporção dos
componentes químicos utilizados e a temperatura
de explosão. A temperatura necessária para
acionar os fogos de artifício de médio e grande
porte é de cerca de 3.600 o
C. É a geração desse
calor que é responsável pela produção de ondas
luminosas, pois provoca a emissão atômica, ou
seja, a emissão de luz que ocorre quando o
elétron sofre uma transição de um nível mais
energético para outro de menor energia.
Considerando este assunto, responda aos itens
abaixo:
a) A qual modelo atômico esse fenômeno de
emissão de luz está ligado?
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b) Explique esse fenômeno de emissão de luz em
termos de elétrons e níveis de energia (deixe
claro em sua resposta, o motivo pelo qual
átomos de elementos diferentes emitem luz de
cor diferente).
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