Arderea și flăcările de diferite culori. Arderea și culoarea flăcării

Când gătim alimente în casele noastre, folosim arderea gazelor de gătit. Unul dintre lucrurile pe care le putem vedea în flacăra rezultată din arderea acestui gaz este că culoarea sa este în mod normal un albastru foarte deschis. Cu toate acestea, în majoritatea reacțiilor de ardere, cum ar fi arderea unei lumânări, flacăra este galbenă.

Apoi apare întrebarea:

"Dacă fiecare incendiu este rezultatul unei reacții de ardere, de ce unele flăcări au culori diferite?"

Pentru a înțelege cum se întâmplă acest lucru, trebuie să înțelegem ce este o reacție de ardere și ce substanțe sunt prezente în fiecare dintre reacțiile menționate.

O reacție de ardere are loc atunci când un combustibil (material oxidabil) este consumat de un oxidant (un material gazos care conține oxigen) pentru a genera energie termică (căldură).

Un alt punct important pe care trebuie să îl cunoaștem despre reacțiile de ardere este că acestea pot avea loc într-un complet sau incomplet. Dacă există suficient oxigen pentru a consuma combustibilul, reacția va fi completă și va produce dioxid de carbon (CO

₂) și apă (H₂O). În caz contrar, arderea va fi parțială, incompletă, generând monoxid de carbon (CO) și apă; sau carbon (C) și apă.

În ambele cazuri pe care le analizăm, oxidantul este oxigenul prezent în aer. Cu toate acestea, combustibilii sunt diferiți. Gazul de gătit este de fapt gaz petrolier lichefiat (GPL), care este un amestec de hidrocarburi (alcani), combustibilul principal fiind butanul (C₄H₁₀). Astfel, gazul de gătit este alcătuit din molecule de alcan care au numai trei sau patru atomi de carbon, de aceea este nevoie de puțin oxigen pentru ca arderea acestuia să aibă loc complet. Această reacție poate fi exprimată după cum urmează:

1C₄H_{10 (g)} + 13/2 O_{2 (g)} → 4 CO_{2 (g)} + 5 ore₂O_(g), ∆H <0

În cazul lumânărilor, parafina este combustibilul reacției și este alcătuită dintr-un amestec de alcani cu atomi de carbon care variază de la 20 la 36. Astfel, este nevoie de mult mai mult oxigen pentru ca această reacție să aibă loc pe deplin. Vezi un exemplu:

1C₂₄H_{50 (s)} + 70/2 O_{2 (g)} → 25 CO_{2 (g)} + 25 H₂O_(g), ∆H <0

În aer nu există suficient oxigen pentru a efectua această ardere completă, deci are loc incomplet, după cum se arată mai jos:

1C₂₄H_{50 (s)} +49/2 O_{2 (g)} → 24 CO_(g) + 25 H₂O_(g), ∆H <0
1C₂₄H_{50 (s)} +25/2 O_{2 (g)} → 24C_(s) + 25 H₂O_(g), ∆H <0

Reacțiile incomplete produc mai puțină energie decât arderea completă. Acest lucru explică diferența dintre culorile flăcărilor, deoarece flacăra galbenă, caracteristică arderii incomplete, are o energie mai mică. Flacăra albastră este caracteristică unei arderi complete, cu o energie mai mare.

Aceasta explică, de asemenea, formarea funinginii de către flacăra lumânării (în imaginea de mai jos), care este carbon considerat a fi produsul unei combustii incomplete.

Dar de ce, în arzătorul Bunsen, este posibil să obții flăcări galbene și albastre atunci când combustibilul nu se schimbă?

În cazul arzătorului Bunsen, acest lucru se realizează prin reglarea intrării de gaz și aer. Dacă fereastra este închisă, provocând intrarea unei cantități mici de aer, flacăra obținută va fi galbenă, deoarece va avea puțin oxigen pentru a efectua arderea completă. Dacă reglarea amestecului gaz-aer este adecvată, obținem o flacără albastră.

Vedeți caracteristicile fiecăruia în tabelul de mai jos:

De Jennifer Fogaça
Absolvent în chimie

Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/combustao-chamas-cores-diferentes.htm