Combustione e fiamme di diversi colori. Combustione e colore della fiamma

Quando cuciniamo il cibo nelle nostre case, usiamo la combustione del gas da cucina. Una delle cose che possiamo vedere nella fiamma risultante dalla combustione di questo gas è che il suo colore è normalmente un azzurro molto chiaro. Tuttavia, nella maggior parte delle reazioni di combustione, come bruciare una candela, la fiamma è gialla.

Allora sorge spontanea la domanda:

"Se ogni incendio è il risultato di una reazione di combustione, perché alcune fiamme hanno colori diversi?"

Per capire come ciò avvenga, dobbiamo capire cos'è una reazione di combustione e quali sostanze sono presenti in ciascuna delle reazioni menzionate.

Una reazione di combustione si verifica quando un combustibile (materiale ossidabile) viene consumato da un ossidante (materiale gassoso contenente ossigeno) per generare energia termica (calore).

Un altro punto importante che dobbiamo sapere sulle reazioni di combustione è che possono avvenire in a completo o incompleto. Se c'è abbastanza ossigeno per consumare il combustibile, la reazione sarà completa e produrrà anidride carbonica (CO

₂) e acqua (H₂O). In caso contrario, la combustione sarà parziale, incompleta, generando monossido di carbonio (CO) e acqua; o carbonio (C) e acqua.

In entrambi i casi che stiamo analizzando, l'ossidante è l'ossigeno presente nell'aria. Tuttavia, i combustibili sono diversi. Il gas di cottura è in realtà gas di petrolio liquefatto (GPL), che è una miscela di idrocarburi (alcani), il principale combustibile è il butano (C₄H₁₀). Pertanto, il gas di cottura è costituito da molecole di alcani che hanno solo tre o quattro atomi di carbonio, ecco perché è necessario poco ossigeno perché la sua combustione avvenga completamente. Questa reazione può essere espressa come segue:

1C₄H_10(g) + 13/2 O_2(g) → 4 CO_2(g) + 5 ore₂oh_(g), H < 0

Nel caso delle candele, la paraffina è il combustibile di reazione, ed è costituita da una miscela di alcani con atomi di carbonio che gamma da 20 a 36. In tal modo, ci vuole molto più ossigeno perché questa reazione abbia luogo completamente. Vedi un esempio:

1C₂₄H_{50 (s)} + 70/2 O_2(g) → 25 CO_2(g) + 25 H₂oh_(g), H < 0

Nell'aria non c'è abbastanza ossigeno per effettuare questa combustione completa, quindi avviene in modo incompleto, come mostrato di seguito:

1C₂₄H_{50 (s)} +49/2 O_2(g) → 24 CO_(g) + 25 H₂oh_(g), H < 0
1C₂₄H_{50 (s)} +25/2 O_2(g) → 24C_(S) + 25 H₂oh_(g), H < 0

Le reazioni incomplete producono meno energia della combustione completa. Questo spiega la differenza tra i colori delle fiamme, in quanto la fiamma gialla, caratteristica della combustione incompleta, ha un'energia inferiore. La fiamma blu è caratteristica di una combustione completa, con maggiore energia.

Questo spiega anche la formazione di fuliggine da parte della fiamma della candela (nella foto sotto), che è carbonio considerato il prodotto di una combustione incompleta.

Ma perché, nel becco Bunsen, è possibile ottenere fiamme gialle e blu quando il combustibile non cambia?

Nel caso del becco Bunsen, ciò si ottiene regolando l'ingresso del gas e dell'aria. Se la finestra è chiusa, provocando l'ingresso di una piccola quantità d'aria, la fiamma ottenuta sarà gialla, perché avrà poco ossigeno per effettuare la combustione completa. Se la regolazione della miscela gas-aria è adeguata, si ottiene una fiamma blu.

Vedere le caratteristiche di ciascuno nella tabella seguente:

di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica

Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/combustao-chamas-cores-diferentes.htm