Keď si varíme jedlo v domácnostiach, používame spaľovacie plyny. Jednou z vecí, ktoré môžeme vidieť na plameni vznikajúcom pri spaľovaní tohto plynu, je to, že jeho farba je zvyčajne veľmi svetlo modrá. Pri väčšine spaľovacích reakcií, napríklad pri horení sviečky, je však plameň žltý.
Potom vyvstáva otázka:
„Ak je každý oheň výsledkom spaľovacej reakcie, prečo majú niektoré plamene inú farbu?“
Aby sme pochopili, ako sa to stane, musíme pochopiť, čo je spaľovacia reakcia a aké látky sú prítomné v každej z uvedených reakcií.
Spaľovacia reakcia nastáva, keď sa palivo (oxidovateľný materiál) spotrebuje okysličovadlom (plynný materiál obsahujúci kyslík) na výrobu tepelnej energie (tepla).
Ďalším dôležitým bodom, ktorý musíme o spaľovacích reakciách vedieť, je to, že môžu prebiehať v a úplné alebo neúplné. Ak je na spotrebovanie paliva dostatok kyslíka, reakcia bude úplná a vznikne oxid uhličitý (CO2) a vodu (H2O). V opačnom prípade bude spaľovanie čiastočné, neúplné a bude sa vytvárať oxid uhoľnatý (CO) a voda; alebo uhlík (C) a voda.
V obidvoch prípadoch, ktoré analyzujeme, je oxidačným činidlom kyslík prítomný vo vzduchu. Palivá sú však rôzne. Varný plyn je vlastne skvapalnený ropný plyn (LPG), ktorý je zmesou uhľovodíkov (alkánov), pričom hlavným palivom je bután (C4H10). Varný plyn je teda tvorený molekulami alkánu, ktoré majú iba jeden tri alebo štyri atómy uhlíka, preto je potrebné len málo kyslíka, aby mohlo dôjsť k úplnému spaľovaniu. Túto reakciu možno vyjadriť nasledovne:
1C4H10 (g) + 13/2 O2 písm. G) → 4 CO2 písm. G) + 5 hodín2Og), ∆H <0
V prípade sviečok je palivom pre reakciu parafín, ktorý je tvorený zmesou alkánov s atómami uhlíka, ktoré rozmedzí od 20 do 36. Tým, trvá to oveľa viac kyslíka, aby táto reakcia prebehla naplno. Pozri príklad:
1C24H50 s + 70/2 O2 písm. G) → 25 CO2 písm. G) + 25 hodín2Og), ∆H <0
Vo vzduchu nie je dostatok kyslíka na uskutočnenie tohto úplného spaľovania, takže prebieha neúplne, ako je uvedené nižšie:
1C24H50 s +49/2 O2 písm. G) → 24 COg) + 25 hodín2Og), ∆H <0
1C24H50 s +25/2 O2 písm. G) → 24Cs + 25 hodín2Og), ∆H <0
Neúplné reakcie produkujú menej energie ako úplné spaľovanie. To vysvetľuje rozdiel medzi farbami plameňov, pretože žltý plameň, charakteristický pre nedokonalé spaľovanie, má nižšiu energiu. Modrý plameň je charakteristický pre úplné spaľovanie a s väčšou energiou.
To tiež vysvetľuje vznik sadzí plameňom sviečky (na obrázku nižšie), čo je uhlík považovaný za produkt neúplného spaľovania.
Ale prečo je v bunsenovom horáku možné dostať žltý a modrý plameň, keď sa palivo nemení?
V prípade Bunsenovho horáka sa to dosahuje reguláciou prívodu plynu a vzduchu. Ak je okno zatvorené, čo spôsobí vstup malého množstva vzduchu, získaný plameň bude žltý, pretože bude mať málo kyslíka na úplné spaľovanie. Ak je regulácia zmesi plynu a vzduchu dostatočná, dostaneme modrý plameň.
Charakteristiky každého z nich nájdete v nasledujúcej tabuľke:
Autor: Jennifer Fogaça
Vyštudoval chémiu
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/combustao-chamas-cores-diferentes.htm
