Comprender la química detrás del funcionamiento de las bengalas

Comprender la química detrás del funcionamiento de las bengalas

No todos los fuegos artificiales son iguales. Por ejemplo, hay una diferencia entre un petardo y una bengala: el objetivo de un petardo es crear una explosión controlada; una bengala, por otro lado, arde durante un largo período de tiempo (hasta un minuto) y produce una lluvia brillante de chispas.

 

Química de Bengala

Una bengala consta de varias sustancias:

  • Un oxidante
  • Un combustible
  • Hierro, acero, aluminio u otro polvo met√°lico
  • Un aglutinante combustible

Adem√°s de estos componentes, tambi√©n se pueden a√Īadir colorantes y compuestos para moderar la reacci√≥n qu√≠mica . A menudo, el carb√≥n y el azufre son combustibles pirot√©cnicos, o las bengalas pueden usar simplemente el aglutinante como combustible. El aglutinante suele ser az√ļcar, almid√≥n o goma laca. Se pueden utilizar nitrato de potasio o clorato de potasio como oxidantes. Los metales se utilizan para crear las chispas. Las f√≥rmulas de Sparkler pueden ser bastante simples. Por ejemplo, una bengala puede consistir solo en perclorato de potasio, titanio o aluminio y dextrina.

Ahora que ha visto la composición de una bengala, consideremos cómo reaccionan estos productos químicos entre sí.

 

Oxidantes

Los oxidantes producen oxígeno para quemar la mezcla. Los oxidantes suelen ser nitratos, cloratos o percloratos. Los nitratos están compuestos por un ion metálico y un ion nitrato. Los nitratos ceden el 30% de su oxígeno para producir nitritos y oxígeno. La ecuación resultante para el nitrato de potasio se ve así:

2 KNO 3 (sólido) → 2 KNO 2 (sólido) + O 2 (gas)

Los cloratos están formados por un ion metálico y el ion clorato. Los cloratos ceden todo su oxígeno, provocando una reacción más espectacular. Sin embargo, esto también significa que son explosivos. Un ejemplo de clorato de potasio que produce su oxígeno se vería así:

2 KClO 3 (sólido) → 2 KCl (sólido) + 3 O 2 (gas)

Los percloratos contienen más oxígeno, pero es menos probable que exploten como resultado de un impacto que los cloratos. El perclorato de potasio produce su oxígeno en esta reacción:

KClO 4 (sólido) → KCl (sólido) + 2 O 2 (gas)

 

Agentes reductores

Los agentes reductores son el combustible utilizado para quemar el oxígeno producido por los oxidantes. Esta combustión produce gas caliente. Ejemplos de agentes reductores son el azufre y el carbón vegetal, que reaccionan con el oxígeno para formar dióxido de azufre (SO 2 ) y dióxido de carbono (CO 2 ), respectivamente.

 

Reguladores

Se pueden combinar dos agentes reductores para acelerar o ralentizar la reacción. Además, los metales afectan la velocidad de la reacción. Los polvos metálicos más finos reaccionan más rápidamente que los polvos o copos gruesos. También se pueden agregar otras sustancias, como harina de maíz, para regular la reacción.

 

Carpetas

Los aglutinantes mantienen unida la mezcla. Para una bengala, los aglutinantes comunes son dextrina (un az√ļcar) humedecida con agua o un compuesto de goma laca humedecido con alcohol. El aglutinante puede servir como agente reductor y como moderador de la reacci√≥n.

 

¬ŅC√≥mo funciona una bengala?

Vamos a juntarlo todo. Una bengala consiste en una mezcla química que se moldea sobre un alambre o varilla rígida. Estos productos químicos a menudo se mezclan con agua para formar una suspensión que se puede recubrir con un alambre (sumergiéndola) o verterla en un tubo. Una vez que la mezcla se seque, tienes una bengala. Se pueden usar escamas o polvo de aluminio, hierro, acero, zinc o magnesio para crear chispas brillantes y relucientes. Las escamas de metal se calientan hasta que son incandescentes y brillan intensamente o, a una temperatura lo suficientemente alta, se queman. A veces, las bengalas se llaman bolas de nieve en referencia a la bola de chispas que rodea la parte ardiente de la bengala.

Se pueden agregar una variedad de productos químicos para crear colores. El combustible y el oxidante están proporcionados, junto con los otros productos químicos, de modo que la bengala arda lentamente en lugar de explotar como un petardo. Una vez que se enciende un extremo de la bengala, se quema progresivamente hasta el otro extremo. En teoría, el extremo del palo o alambre es adecuado para sostenerlo mientras se quema.

 

Recordatorios importantes de bengalas

Obviamente, las chispas que caen en cascada de un palo en llamas presentan un riesgo de incendio y quemaduras; menos obviamente, las bengalas contienen uno o más metales, por lo que pueden representar un peligro para la salud. Las bengalas no deben quemarse en pasteles como velas ni usarse de otra manera que pueda llevar al consumo de cenizas. Entonces, use bengalas de manera segura y diviértase.



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