Όταν μαγειρεύουμε φαγητό στα σπίτια μας, χρησιμοποιούμε καύση αερίου μαγειρέματος. Ένα από τα πράγματα που μπορούμε να δούμε στη φλόγα που προκύπτει από την καύση αυτού του αερίου είναι ότι το χρώμα του είναι συνήθως πολύ ανοιχτό μπλε. Ωστόσο, στις περισσότερες αντιδράσεις καύσης, όπως το κάψιμο ενός κεριού, η φλόγα είναι κίτρινη.
Τότε προκύπτει το ερώτημα:
"Αν κάθε φωτιά είναι αποτέλεσμα αντίδρασης καύσης, γιατί μερικές φλόγες έχουν διαφορετικά χρώματα;"
Για να καταλάβουμε πώς συμβαίνει αυτό, πρέπει να καταλάβουμε τι είναι μια αντίδραση καύσης και ποιες ουσίες υπάρχουν σε καθεμία από τις αναφερόμενες αντιδράσεις.
Μια αντίδραση καύσης συμβαίνει όταν ένα καύσιμο (οξειδώσιμο υλικό) καταναλώνεται από έναν οξειδωτή (ένα αέριο υλικό που περιέχει οξυγόνο) για την παραγωγή θερμικής ενέργειας (θερμότητα).
Ένα άλλο σημαντικό σημείο που πρέπει να γνωρίζουμε για τις αντιδράσεις καύσης είναι ότι μπορούν να πραγματοποιηθούν σε ένα πλήρης ή ελλιπής. Εάν υπάρχει αρκετό οξυγόνο για να καταναλώσει το καύσιμο, η αντίδραση θα είναι πλήρης και θα παράγει διοξείδιο του άνθρακα (CO
2) και νερό (Η2Ο). Διαφορετικά, η καύση θα είναι μερική, ατελής, δημιουργώντας μονοξείδιο του άνθρακα (CO) και νερό. ή άνθρακας (C) και νερό.Και στις δύο περιπτώσεις αναλύουμε, οξειδωτής είναι το οξυγόνο που υπάρχει στον αέρα. Ωστόσο, τα καύσιμα είναι διαφορετικά. Το αέριο μαγειρικής είναι στην πραγματικότητα υγροποιημένο αέριο πετρελαίου (LPG), το οποίο είναι ένα μείγμα υδρογονανθράκων (αλκάνια), με κύριο καύσιμο το βουτάνιο (C4Η10). Έτσι, το αέριο μαγειρέματος αποτελείται από μόρια αλκανίου που έχουν μόνο τρία ή τέσσερα άτομα άνθρακα, Γι 'αυτό χρειάζεται λίγο οξυγόνο για την πλήρη καύση του. Αυτή η αντίδραση μπορεί να εκφραστεί ως εξής:
1C4Η10 (ζ) + 13/2 Ο2 (ζ) → 4 CO2 (ζ) + 5 ώρες2Ο(σολ), ΔH <0
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση;)
Στην περίπτωση των κεριών, η παραφίνη είναι το καύσιμο της αντίδρασης και αποτελείται από ένα μείγμα αλκανίων με άτομα άνθρακα που κυμαίνονται από 20 έως 36. Εκ τούτου, Χρειάζεται πολύ περισσότερο οξυγόνο για να εμφανιστεί πλήρως αυτή η αντίδραση. Δείτε ένα παράδειγμα:
1C24Η50 (s) + 70/2 Ο2 (ζ) → 25 CO2 (ζ) + 25 Ω2Ο(σολ), ΔH <0
Στον αέρα δεν υπάρχει αρκετό οξυγόνο για τη διεξαγωγή αυτής της πλήρους καύσης, οπότε λαμβάνει χώρα εντελώς, όπως φαίνεται παρακάτω:
1C24Η50 (s) +49/2 Ο2 (ζ) → 24 CO(σολ) + 25 Ω2Ο(σολ), ΔH <0
1C24Η50 (s) +25/2 Ο2 (ζ) → 24C(μικρό) + 25 Ω2Ο(σολ), ΔH <0
Οι ελλιπείς αντιδράσεις παράγουν λιγότερη ενέργεια από την πλήρη καύση. Αυτό εξηγεί τη διαφορά μεταξύ των χρωμάτων των φλογών, καθώς η κίτρινη φλόγα, χαρακτηριστική της ατελούς καύσης, έχει χαμηλότερη ενέργεια. Η μπλε φλόγα είναι χαρακτηριστική μιας πλήρους καύσης, με μεγαλύτερη ενέργεια.
Αυτό εξηγεί επίσης το σχηματισμό αιθάλης από τη φλόγα των κεριών (που απεικονίζεται παρακάτω), η οποία είναι άνθρακας που θεωρείται το προϊόν της ατελούς καύσης.
Γιατί όμως, στον καυστήρα Bunsen, είναι δυνατόν να ανάβουν κίτρινες και μπλε φλόγες όταν το καύσιμο δεν αλλάζει;
Στην περίπτωση του καυστήρα Bunsen, αυτό επιτυγχάνεται ρυθμίζοντας την είσοδο αερίου και αέρα. Εάν το παράθυρο είναι κλειστό, προκαλώντας την είσοδο μικρής ποσότητας αέρα, η ληφθείσα φλόγα θα είναι κίτρινη, επειδή θα έχει λίγο οξυγόνο για να πραγματοποιήσει πλήρη καύση. Εάν η ρύθμιση του μείγματος αερίου-αέρα είναι επαρκής, έχουμε μια μπλε φλόγα.
Δείτε τα χαρακτηριστικά του κατωτέρω στον παρακάτω πίνακα:
Από την Jennifer Fogaça
Αποφοίτησε στη Χημεία
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Καύση και φλόγες διαφορετικών χρωμάτων". Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/combustao-chamas-cores-diferentes.htm. Πρόσβαση στις 28 Ιουνίου 2021.
