さまざまな色の燃焼と炎。 燃焼と炎の色

私たちが家で料理をするとき、私たちは調理ガス燃焼を使います。 このガスの燃焼によって生じる炎の中に見えることの1つは、その色が通常は非常に水色であるということです。 ただし、ろうそくを燃やすなどのほとんどの燃焼反応では、炎は黄色です。

次に、疑問が生じます。

「すべての火が燃焼反応の結果である場合、なぜいくつかの炎が異なる色をしているのですか？」

これがどのように起こるかを理解するには、燃焼反応とは何か、そして言及された各反応にどのような物質が存在するかを理解する必要があります。

燃焼反応は、燃料（酸化性物質）が酸化剤（酸素を含むガス状物質）によって消費されて熱エネルギー（熱）を生成するときに発生します。

燃焼反応について知っておく必要のあるもう1つの重要な点は、燃焼反応が 完全または不完全. 燃料を消費するのに十分な酸素がある場合、反応は完了し、二酸化炭素（CO₂）と水（H₂O）。 そうしないと、燃焼が部分的で不完全になり、一酸化炭素（CO）と水が発生します。 または炭素（C）と水。

私たちが分析しているどちらの場合も、酸化剤は空気中に存在する酸素です。 ただし、燃料は異なります。 調理ガスは実際には液化石油ガス（LPG）であり、炭化水素（アルカン）の混合物であり、主な燃料はブタン（C₄H₁₀). したがって、調理用ガスは、 3つまたは4つの炭素原子, そのため、燃焼を完全に行うために必要な酸素はほとんどありません。. この反応は次のように表すことができます。

1C₄H_10（g） + 13/2 O_2（g） →4CO_2（g） +5時間₂O_（g）、∆H <0

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ろうそくの場合、パラフィンは反応の燃料であり、アルカンと炭素原子の混合物で構成されています。 20から36の範囲. それによって、 この反応が完全に起こるには、より多くの酸素が必要です. 例を参照してください。

1C₂₄H_50（s） + 70/2 O_2（g） →25CO_2（g） + 25 H₂O_（g）、∆H <0

空気中では、この完全燃焼を実行するのに十分な酸素がないため、以下に示すように、不完全に発生します。

1C₂₄H_50（s） +49/2 O_2（g） →24CO_（g） + 25 H₂O_（g）、∆H <0
1C₂₄H_50（s） +25/2 O_2（g） →24C_（s） + 25 H₂O_（g）、∆H <0

不完全な反応は、完全な燃焼よりも少ないエネルギーを生成します。 これは、不完全燃焼の特徴である黄色い炎のエネルギーが低いため、炎の色の違いを説明しています。 青い炎は、より大きなエネルギーを伴う完全燃焼の特徴です。

これはまた、不完全燃焼の産物であると考えられている炭素であるろうそくの炎（下の写真）による煤の形成を説明しています。

しかし、なぜブンゼンバーナーでは、燃料が変わらないのに黄色と青の炎が出る可能性があるのでしょうか。

ブンゼンバーナーの場合、これはガスと空気の入口を調整することによって達成されます。 窓を閉めて少量の空気が入ると、完全燃焼を行うための酸素が少ないため、得られる炎は黄色になります。 ガスと空気の混合気の調整が適切である場合、青い炎が発生します。

以下の表でそれぞれの特性を参照してください。

ジェニファー・フォガサ
化学を卒業

学校や学業でこのテキストを参照しますか？ 見てください：

FOGAÇA、ジェニファー・ロシャ・バルガス。 "異なる色の燃焼と炎"; ブラジルの学校. で利用可能： https://brasilescola.uol.com.br/quimica/combustao-chamas-cores-diferentes.htm. 2021年6月28日にアクセス。