La chimica delle stelline di Capodanno

Quella dei fuochi d’artificio, delle scintille e dei botti è una tradizione antichissima risalente alla dinastia Song, in Cina. In Europa si sono diffusi nel XIV secolo, e nel XVII secolo la loro popolarità ha raggiunto il massimo. Ma perché sono il simbolo del Capodanno?

Si pensava che il forte scintillìo ed i boati spaventassero gli spiriti maligni e li bloccassero nel passato impedendogli di seguirci sino all’anno nuovo. Un modo per scacciare via tutte le negatività. Non solo. L’esplosione simboleggia proprio il liberarsi, il fare uscire tutto ciò che non è stato positivo durante il periodo che ci si sta lasciando alle spalle. Liberazione, purificazione. Ma quali sono gli ingredienti che rendono possibile la magia?

Componenti chimici

Il "corpo" delle nostre stelline è rappresentato, generalmente, da un filo di ferro rivestito da tre “ingredienti” principali:

• ossidante;
• combustibile metallico;
• legante.

Le reazioni

L'agente ossidante gioca un ruolo molto importante, generalmente, si utilizzano: nitrati metallici, clorati e perclorati. Nello specifico, un esempio di ossidante molto utilizzato in tal senso è il nitrato di potassio.

In particolare, quando tali composti vengono riscaldati, si decompongono producendo, tra l'altro, ossigeno. L'ossigeno prodotto determina l'espulsione di frammenti del metallo in polvere impiegato come combustibile che, nel frattempo, sta bruciando, determinando l'effetto "sparkling", scintillante, in quanto questi frammenti continuano a reagire con l'ossigeno, costituendo ossidi metallici.

I metalli in polvere utilizzati come combustibile sono importanti anche per conferire, eventualmente, un particolare colore alle scintille. Specificamente, alluminio, magnesio e titanio danno tutti scintille bianche quasi brillanti; il ferro, invece, produce scintille arancioni, mentre il ferrotitanio (una lega di ferro e titanio) produce scintille giallo-oro.

Però, affinché tutto ciò posso verificarsi è necessaria la presenza di un agente legante che tenga fisicamente insieme i prodotti chimici utilizzati. A tal proposito, viene generalmente utilizzata la destrina.

Le destrine costituiscono un gruppo di carboidrati a peso molecolare medio-basso che si presentano sotto forma di polvere bianca-giallognola amorfa, igroscopica, solubile in acqua ma non in alcool, derivante dall'idrolizzazione e ripolimerizzazione delle molecole dell'amido o della fecola mediante degradazione termica, catalisi acida, o diastasi. Esse possono anche fungere da combustibile, ma in questo contesto, vengono utilizzate in quantitativi tali da non contribuire alla reazione pirotecnica.

Inoltre, al fine di unire i vari componenti chimici utilizzati in una sorta di "pasta" con cui rivestire il corpo in ferro delle nostre stelline, si utilizza l'acqua.

Infine, la polvere da sparo è fondamentale nei fuochi d'artificio, ma non nel caso delle nostre stelline. Ciononostante, alcuni suoi componenti, quali: carbone e zolfo possono essere usati come combustibili aggiuntivi, in quanto agiscono come agenti riducenti e bruciano l'ossigeno prodotto dagli ossidanti, alimentando, dunque, l'effetto "sparkling".

Dunque, le "stelline" magiche sono il frutto di reazioni chimiche di ossidazione e riduzione. Adesso che lo sai, siamo certi che questo Capodanno avrai un motivo in più per ammirarle stupito!

                                                                                                   Giovanna Spinosa

Fonti

• Making Sparklers – A Keeney & others, Journal of Chemical Education;
• http://www.compoundchem.com/2014/11/04/sparklers/.