เมื่อเราปรุงอาหารในบ้าน เราใช้การเผาไหม้ก๊าซหุงต้ม สิ่งหนึ่งที่เราสามารถเห็นได้ในเปลวไฟที่เกิดจากการเผาไหม้ของก๊าซนี้คือ ปกติแล้วสีของมันคือสีน้ำเงินอ่อนมาก อย่างไรก็ตาม ในปฏิกิริยาการเผาไหม้ส่วนใหญ่ เช่น การจุดเทียน เปลวไฟจะเป็นสีเหลือง
แล้วเกิดคำถามว่า
"หากไฟทุกดวงเป็นผลจากปฏิกิริยาการเผาไหม้ ทำไมเปลวไฟถึงมีสีต่างกัน"
เพื่อทำความเข้าใจว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร เราต้องเข้าใจว่าปฏิกิริยาการเผาไหม้คืออะไร และมีสารอะไรบ้างในแต่ละปฏิกิริยาที่กล่าวถึง
ปฏิกิริยาการเผาไหม้เกิดขึ้นเมื่อเชื้อเพลิง (วัสดุที่สามารถออกซิไดซ์ได้) ถูกใช้โดยตัวออกซิไดเซอร์ (วัสดุที่เป็นก๊าซที่มีออกซิเจน) เพื่อสร้างพลังงานความร้อน (ความร้อน)
จุดสำคัญอีกประการหนึ่งที่เราจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับปฏิกิริยาการเผาไหม้คือสามารถเกิดขึ้นใน สมบูรณ์หรือไม่สมบูรณ์. หากมีออกซิเจนเพียงพอที่จะบริโภคเชื้อเพลิง ปฏิกิริยาจะสมบูรณ์และทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และน้ำ (H2อ.) มิฉะนั้น การเผาไหม้จะบางส่วน ไม่สมบูรณ์ ทำให้เกิดคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) และน้ำ หรือคาร์บอน (C) และน้ำ
ในทั้งสองกรณี เรากำลังวิเคราะห์ ตัวออกซิไดเซอร์คือออกซิเจนที่มีอยู่ในอากาศ อย่างไรก็ตาม เชื้อเพลิงมีความแตกต่างกัน ก๊าซหุงต้มเป็นก๊าซปิโตรเลียมเหลว (LPG) ซึ่งเป็นส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอน (อัลเคน) ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงหลักเป็นบิวเทน (C
4โฮ10). ดังนั้นก๊าซหุงต้มจึงประกอบด้วยโมเลกุลของอัลเคนที่มีเพียง สามหรือสี่อะตอมของคาร์บอน, นั่นคือเหตุผลที่ต้องใช้ออกซิเจนเพียงเล็กน้อยในการเผาไหม้ให้สมบูรณ์. ปฏิกิริยานี้สามารถแสดงได้ดังนี้:1C4โฮ10(ก.) + 13/2 ออน2(ก.) → 4 CO2(ก.) + 5 ชั่วโมง2โอ(ช), ∆H < 0
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
ในกรณีของเทียนไข พาราฟินเป็นเชื้อเพลิงสำหรับปฏิกิริยา และประกอบด้วยอัลเคนผสมกับอะตอมของคาร์บอน ช่วงจาก 20 ถึง 36. ด้วยเหตุนี้ ปฏิกิริยานี้ต้องใช้ออกซิเจนมากขึ้นจึงจะเกิดขึ้นได้เต็มที่. ดูตัวอย่าง:
1C24โฮ50(s) + 70/2 โอ2(ก.) → 25 CO2(ก.) + 25 ชั่วโมง2โอ(ช), ∆H < 0
ในอากาศมีออกซิเจนไม่เพียงพอที่จะทำการเผาไหม้ทั้งหมด ดังนั้นจึงเกิดขึ้นอย่างไม่สมบูรณ์ดังที่แสดงด้านล่าง:
1C24โฮ50(s) +49/2 โอ2(ก.) → 24 CO(ช) + 25 ชั่วโมง2โอ(ช), ∆H < 0
1C24โฮ50(s) +25/2 โอ2(ก.) → 24C(ส) + 25 ชั่วโมง2โอ(ช), ∆H < 0
ปฏิกิริยาที่ไม่สมบูรณ์จะผลิตพลังงานน้อยกว่าการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ สิ่งนี้อธิบายความแตกต่างระหว่างสีของเปลวไฟ เนื่องจากเปลวไฟสีเหลืองซึ่งเป็นลักษณะของการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์นั้นมีพลังงานต่ำกว่า เปลวไฟสีน้ำเงินเป็นลักษณะของการเผาไหม้ที่สมบูรณ์และมีพลังงานมากกว่า
นอกจากนี้ยังอธิบายการก่อตัวของเขม่าจากเปลวเทียน (ภาพด้านล่าง) ซึ่งเป็นคาร์บอนที่ถือว่าเป็นผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์
แต่ทำไมในเตา Bunsen เป็นไปได้ไหมที่จะได้เปลวไฟสีเหลืองและสีน้ำเงินเมื่อเชื้อเพลิงไม่เปลี่ยน?
ในกรณีของหัวเผา Bunsen ทำได้โดยการควบคุมทางเข้าของก๊าซและอากาศ หากปิดหน้าต่าง ทำให้มีอากาศเข้ามาเล็กน้อย เปลวไฟที่ได้รับจะเป็นสีเหลือง เพราะมันจะมีออกซิเจนเพียงเล็กน้อยในการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ หากการควบคุมส่วนผสมของก๊าซและอากาศเพียงพอ เราจะได้เปลวไฟสีน้ำเงิน
ดูคุณสมบัติของแต่ละรายการในตารางด้านล่าง:
โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี
คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:
โฟกาซ่า, เจนนิเฟอร์ โรชา วาร์กัส "การเผาไหม้และเปลวไฟที่มีสีต่างกัน"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/combustao-chamas-cores-diferentes.htm. เข้าถึงเมื่อ 28 มิถุนายน 2021.
