כשאנחנו מבשלים אוכל בביתנו, אנו משתמשים בעירה בגז בישול. אחד הדברים שאנו יכולים לראות בלהבה הנובעת מהבעירה של גז זה הוא שבדרך כלל צבעו הוא כחול בהיר מאוד. עם זאת, ברוב תגובות הבעירה, כמו שריפת נר, הלהבה צהובה.
ואז נשאלת השאלה:
"אם כל אש היא תוצאה של תגובת בעירה, מדוע לחלק מהלהבות יש צבעים שונים?"
כדי להבין כיצד זה קורה, עלינו להבין מהי תגובת בעירה ואילו חומרים קיימים בכל אחת מהתגובות שהוזכרו.
תגובת בעירה מתרחשת כאשר דלק (חומר מתחמצן) נצרך על ידי מחמצן (חומר גזי המכיל חמצן) כדי לייצר אנרגיה תרמית (חום).
נקודה חשובה נוספת שעלינו לדעת על תגובות בעירה היא שהם יכולים לקרות בתוך שלם או לא שלם. אם יש מספיק חמצן לצרוך את הדלק, התגובה תהיה שלמה ותייצר פחמן דו חמצני (CO2) ומים (ח2O). אחרת, הבעירה תהיה חלקית, לא שלמה, ויוצרת פחמן חד חמצני (CO) ומים; או פחמן (C) ומים.
בשני המקרים שאנחנו מנתחים, החמצון הוא החמצן הקיים באוויר. עם זאת, דלקים שונים. גז בישול הוא למעשה גז נפט נוזלי (LPG), שהוא תערובת של פחמימנים (אלקנים), כאשר הדלק העיקרי הוא בוטאן (C4ה10). לפיכך, גז בישול מורכב ממולקולות אלקניות שיש בהן רק שלושה או ארבעה אטומי פחמן
, לכן דרוש מעט חמצן כדי שבערתו תתקיים לחלוטין. תגובה זו יכולה להתבטא באופן הבא:1C4ה10 (גרם) + 13/2 O2 (גרם) → 4 CO2 (גרם) + 5 שעות2או(ז), ∆H <0
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
במקרה של נרות, הפרפין הוא הדלק לתגובה, והוא מורכב מתערובת של אלקנים עם אטומי פחמן נע בין 20 ל 36. בְּכָך, דרוש הרבה יותר חמצן כדי שתגובה זו תתרחש במלואה. ראה דוגמה:
1C24ה50 (ים) + 70/2 O2 (גרם) → 25 CO2 (גרם) + 25 ח2או(ז), ∆H <0
באוויר אין מספיק חמצן לביצוע הבעירה המלאה הזו, ולכן הוא מתרחש בצורה שלמה, כמוצג להלן:
1C24ה50 (ים) +49/2 O2 (גרם) → 24 CO(ז) + 25 ח2או(ז), ∆H <0
1C24ה50 (ים) +25/2 O2 (גרם) → 24C(ים) + 25 ח2או(ז), ∆H <0
תגובות שלמות מייצרות פחות אנרגיה מאשר בעירה מוחלטת. זה מסביר את ההבדל בין צבעי הלהבות, שכן ללהבה הצהובה, המאפיינת בעירה לא שלמה, יש אנרגיה נמוכה יותר. הלהבה הכחולה אופיינית לשריפה מלאה, עם אנרגיה גדולה יותר.
זה מסביר גם היווצרות פיח על ידי להבת הנר (בתמונה למטה), שהיא פחמן הנחשב כתוצר של בעירה לא שלמה.
אבל מדוע, במבער בונסן, האם ניתן לקבל להבות צהובות וכחולות כאשר הדלק אינו משתנה?
במקרה של מבער בונסן, הדבר מושג על ידי ויסות כניסת הגז והאוויר. אם החלון סגור וגורם לכניסה של כמות קטנה של אוויר, הלהבה שתתקבל תהיה צהובה, מכיוון שיהיה בו מעט חמצן לביצוע בעירה מוחלטת. אם ויסות תערובת הגז-אוויר נאותה, אנו מקבלים להבה כחולה.
ראה את המאפיינים של כל אחד מהם בטבלה שלהלן:
מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה
האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:
FOGAÇA, ג'ניפר רושה ורגס. "בעירה ולהבות בצבעים שונים"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/combustao-chamas-cores-diferentes.htm. גישה אליו ב -28 ביוני 2021.
