Efectos pirotécnicos de luz

Autores:

Fernando I. de Prada Pérez de Azpeitia

Los metales como hierro, aluminio y  magnesio son los responsables de los efectos luminosos producidos en los fuegos artificiales.

EXPERIENCIA 1

  • Colócate el guante y las gafas de seguridad
  • Espolvorea pequeñas cantidades  de hierro  sobre la llama.

En la combustión del hierro se producen  cascadas de chispas doradas: (FIGURA 1)

4Fe(s) +    3O2(g) Þ 2Fe2O3(g) DHf = -824 KJ/mol 

Observa la semejanza entre estas estrellas doradas y las que se originan al quemar las bengalas. (FIGURA 2)

El hierro y otros metales, no arden cuando se presenta en grandes masas,  solo se  oxidan lentamente por la presencia de oxígeno en el aire (combustión lenta), sin embargo, si que lo hacen cuando se encuentran finamente divididos (combustión rápida) y a temperaturas del orden de 1500º C  produciendo chispas semejantes a las originadas cuando un herrero trabaja el hierro al rojo vivo y al golpearlo saltan partículas incandescentes.

EXPERIENCIA 2

  • Colócate el guante de seguridad y las gafas de seguridad
  • Espolvorea pequeñas cantidades  de magnesio  sobre la llama.  (FIGURA 3)

Esta misma experiencia se puede realizar con 4cm de cinta de magnesio sujeta mediante pinza metálica.

La combustión del magnesio  produce óxido de magnesio acompañado de  un deslumbrante fogonazosobre  el 10% de la energía de combustión se desprende en forma de luz.

2Mg(s) +   O2(g) Þ 2 MgO(s) DHf = -601,83kJ/Mol

Observa la semejanza entre la luz emitida en esta experiencia y las estrellas luminosas emitidos por  los fuegos artificiales. (FIGURA 4)

El magnesio es más activo que el hierro, comienza a arder a 600ºC y produce una característica llama blanca muy luminosa, utilizada antiguamente como flash fotográfico.

A causa de la elevada temperatura de  la combustión una pequeña parte del magnesio reacciona con el nitrógeno de aire, según la ecuación:

3Mg(s) + N2(g) -> Mg3N2(s) DHf = -461,24 KJ/mol

Las partículas de hierro y de carbón vegetal solo alcanzan temperaturas del orden de 1.500º C por ello las chispas doradas que originan son menos brillantes que las producidas  por otros metales como el magnesio, que llegan a 3.600º C.  (FIGURA 5)

¿Qué se pretende demostrar?

Los metales pulverizados como hierro, magnesio, aluminio y titanio arden con luz muy luminosa, por esta razón son utilizados en los fuegos artificiales.Con estas experiencias se demuestran por qué algunos metales se incluyen en los artefactos pirotécnicos para originar cascadas de estrellas brillantes y luminosas.

Dirigido a:

Gran público y secundaria

Materiales necesarios:

Saleros con polvo de hierro, aluminio y magnesio. Mechero Bunsen. Guantes y gafas de protección.

Riesgos:

Es conveniente colocarse guantes y gafas de seguridad

El magnesio es un metal muy activo por lo que conviene añadirlo sobre la llama en pequeñas cantidades y con mucho cuidado. Dada la extrema luminosidad originada en su combustión, es recomendable no mirarla fijamente por mucho tiempo.

Observaciones:

Otros autores:

José Luis de Luis García