Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:36 • sest 21:19 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 16:44 • Sest 05:50 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 04:37 • Síðdegis: 17:05 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 10:57 • Síðdegis: 23:09 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Efnafræði

Af hverju er eldurinn á kertinu blár neðst og gulur efst?

Ágúst Kvaran

     Mynd 1: Kertalogi
Kertalogi er til kominn vegna bruna kertavaxins í kertinu. Bruni efnis felst í því að viðkomandi efni gengur í efnasamband við súrefni andrúmsloftsins. Við það rofna súrefnissameindir sem og sameindir vaxins og mynda óstöðug lítil sameindabrot. Rofnun þessi veldur því að það myndast orka sem kemur fram með tvennum hætti, sem ljósorka og varmaorka. Mismunandi ljósorku skynjar mannsaugað sem mismunandi liti, svo sem blátt (orkuríkt) og gult (orkuminna). Varmaorkuna skynjum við í formi aukins hita sem stafar frá loganum. Sameindabrotin sem þessu valda leita upp frá loganum og sameinast á nýjan leik og mynda stöðugar sameindir í formi vatnsgufu og sem lofttegundir á borð við koltvíildi og koleinildi. Einnig geta kolefnisfrumeindir sameinast og raðast á margbreytilegan hátt og mynda þá sót. Hlutföll hinna ýmsu sameindabrota sem og lokamyndefna ræðst af hlutfallslegu magni súrefnis og kertavax í efnabreytingunni.

Ef magn súrefnis er hlutfallslega lítið borið saman við vaxið er litur logans áberandi gulur, minni varmaorka stafar frá honum og sót getur myndast. Í því tilviki er talað um að kertið ósi. Ef hins vegar nægilegt súrefni er til staðar ber meira á bláa litnum í loganum, hann verður heitari og óverulegt sót myndast. Þá myndast þeim mun meira af koltvíildi (sjá mynd 1).

Kertavax er efni sem búið er til úr sameindum sem innihalda einkum kolefnis- (C) og vetnisfumeindir (H) í mismunandi hlutföllum. Sameindir vaxins má því tákna með efnaformúlunni CnHm, þar sem n og m tákna tölur sem segja til um hlutfallsfjölda viðkomandi frumeinda. Bruni vaxins svarar til efnahvarfs viðkomandi sameinda við súrefnissameindir, sem samanstanda af tveimur súrefnisfrumeindum (þ.e. O2).

Við það geta myndast efnin vatn (H2O) og CO2 eða CO eða Cn, háð hlutfallslegu magni hvarfefna, eins og frá er greint hér að ofan. Þetta má setja fram með eftirfarandi hætti:

Upphafshvarfefni -> lokamyndefni
  
CnHm + O2 ->H2O + CO2(loft); ofgnótt O2
-> H2O + CO(loft); miðlungsmagn O2
-> H2O + Cn(sót); takmarkað O2

Ofangreindar efnajöfnur segja einungis til um hver upphafs- og lokaefnin í brunanum eru, þ.e. hver efnin fyrir og eftir logann eru. Loginn sjálfur endurspeglar flókið ferli rofnunar sameinda upphafshvarfefnanna, CnHm og O2.

Efnafræðinemar við Háskóla Íslands hafa framkvæmt ítarlegar mælingar á litrófi ljóss sem frá loga stafar (heimildir 1a og 1b). Út frá slíkum mælingum er m.a. unnt að sjá hvaða sameindabrot myndast og hver hiti logans er. Í ljós kemur að þau sameindabrot sem myndast í loganum hafa í sér fólgna umframorku í kjölfar rofnunarinnar. Umframorkan er ýmist á formi hreyfiorku eða stöðuorku. Aukin hreyfiorka (hreyfing, hraði) sameindabrotanna kemur fram í formi hitaaukningar. Umfram stöðuorka sameindabrotanna felst í því að hlaðnar eindir atómanna, rafeindir og atómkjarnar skipa sér með “óeðlilegum hætti” í sameindabrotunum, sem eru óstöðug fyrir vikið. Örskammri stundu eftir myndun slíkra óstöðugra sameindabrota breytist skipan hlöðnu eindanna, stöðuorka sameindabrotanna minnkar og ljósorka losnar (ljós myndast). Meðal orkuríkra sameindabrota sem myndast má nefna C2, CH og OH, sem einkum gefa frá sér blátt og útfjólublátt ljós.

Ofar í loganum sameinast C2 sameindabrot og mynda þyrpingar C frumeinda, fjölbreytilegar í lögun (táknað sem Cn, þar sem n segir til um fjölda C atóma í viðkomandi þyrpingu). Slíkum þyrpingum C atóma er líkt farið og frumeindum í glóandi málmum: Frumeindirnar öðlast mikla hreyfiorku sem umbreytist í ljósorku sem við skynjum sem gulan lit. (sjá mynd 2)

Mynd 2 - Hvað býr í loganum?

Heimildir:

[1] Ritgerðir nemenda við Háskóla Íslands:

a) Ljómunarróf bútangasloga með og án íbætts CFC gass; ritgerð vegna sérverkefnis við efnafræðiskor H.Í., 1997; Árni Hr. Haraldsson.

b) Ljómunarróf bútangasloga með og án íbætiefna; ritgerð vegna sérverkefnis við efnafræðiskor H.Í., 1998; Ómar Gústafsson.

[2] John W. Lyons, Fire, Scientific American Library, 1985.

Höfundur

Ágúst Kvaran

Ágúst Kvaran

prófessor emeritus í eðlisefnafræði við HÍ

Útgáfudagur

5.5.2000

Spyrjandi

Tryggvi Hlynsson

Efnisorð

Tilvísun

Ágúst Kvaran. „Af hverju er eldurinn á kertinu blár neðst og gulur efst?“ Vísindavefurinn, 5. maí 2000. Sótt 20. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=399.

Ágúst Kvaran. (2000, 5. maí). Af hverju er eldurinn á kertinu blár neðst og gulur efst? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=399

Ágúst Kvaran. „Af hverju er eldurinn á kertinu blár neðst og gulur efst?“ Vísindavefurinn. 5. maí. 2000. Vefsíða. 20. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=399>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Af hverju er eldurinn á kertinu blár neðst og gulur efst?
     Mynd 1: Kertalogi
Kertalogi er til kominn vegna bruna kertavaxins í kertinu. Bruni efnis felst í því að viðkomandi efni gengur í efnasamband við súrefni andrúmsloftsins. Við það rofna súrefnissameindir sem og sameindir vaxins og mynda óstöðug lítil sameindabrot. Rofnun þessi veldur því að það myndast orka sem kemur fram með tvennum hætti, sem ljósorka og varmaorka. Mismunandi ljósorku skynjar mannsaugað sem mismunandi liti, svo sem blátt (orkuríkt) og gult (orkuminna). Varmaorkuna skynjum við í formi aukins hita sem stafar frá loganum. Sameindabrotin sem þessu valda leita upp frá loganum og sameinast á nýjan leik og mynda stöðugar sameindir í formi vatnsgufu og sem lofttegundir á borð við koltvíildi og koleinildi. Einnig geta kolefnisfrumeindir sameinast og raðast á margbreytilegan hátt og mynda þá sót. Hlutföll hinna ýmsu sameindabrota sem og lokamyndefna ræðst af hlutfallslegu magni súrefnis og kertavax í efnabreytingunni.

Ef magn súrefnis er hlutfallslega lítið borið saman við vaxið er litur logans áberandi gulur, minni varmaorka stafar frá honum og sót getur myndast. Í því tilviki er talað um að kertið ósi. Ef hins vegar nægilegt súrefni er til staðar ber meira á bláa litnum í loganum, hann verður heitari og óverulegt sót myndast. Þá myndast þeim mun meira af koltvíildi (sjá mynd 1).

Kertavax er efni sem búið er til úr sameindum sem innihalda einkum kolefnis- (C) og vetnisfumeindir (H) í mismunandi hlutföllum. Sameindir vaxins má því tákna með efnaformúlunni CnHm, þar sem n og m tákna tölur sem segja til um hlutfallsfjölda viðkomandi frumeinda. Bruni vaxins svarar til efnahvarfs viðkomandi sameinda við súrefnissameindir, sem samanstanda af tveimur súrefnisfrumeindum (þ.e. O2).

Við það geta myndast efnin vatn (H2O) og CO2 eða CO eða Cn, háð hlutfallslegu magni hvarfefna, eins og frá er greint hér að ofan. Þetta má setja fram með eftirfarandi hætti:

Upphafshvarfefni -> lokamyndefni
  
CnHm + O2 ->H2O + CO2(loft); ofgnótt O2
-> H2O + CO(loft); miðlungsmagn O2
-> H2O + Cn(sót); takmarkað O2

Ofangreindar efnajöfnur segja einungis til um hver upphafs- og lokaefnin í brunanum eru, þ.e. hver efnin fyrir og eftir logann eru. Loginn sjálfur endurspeglar flókið ferli rofnunar sameinda upphafshvarfefnanna, CnHm og O2.

Efnafræðinemar við Háskóla Íslands hafa framkvæmt ítarlegar mælingar á litrófi ljóss sem frá loga stafar (heimildir 1a og 1b). Út frá slíkum mælingum er m.a. unnt að sjá hvaða sameindabrot myndast og hver hiti logans er. Í ljós kemur að þau sameindabrot sem myndast í loganum hafa í sér fólgna umframorku í kjölfar rofnunarinnar. Umframorkan er ýmist á formi hreyfiorku eða stöðuorku. Aukin hreyfiorka (hreyfing, hraði) sameindabrotanna kemur fram í formi hitaaukningar. Umfram stöðuorka sameindabrotanna felst í því að hlaðnar eindir atómanna, rafeindir og atómkjarnar skipa sér með “óeðlilegum hætti” í sameindabrotunum, sem eru óstöðug fyrir vikið. Örskammri stundu eftir myndun slíkra óstöðugra sameindabrota breytist skipan hlöðnu eindanna, stöðuorka sameindabrotanna minnkar og ljósorka losnar (ljós myndast). Meðal orkuríkra sameindabrota sem myndast má nefna C2, CH og OH, sem einkum gefa frá sér blátt og útfjólublátt ljós.

Ofar í loganum sameinast C2 sameindabrot og mynda þyrpingar C frumeinda, fjölbreytilegar í lögun (táknað sem Cn, þar sem n segir til um fjölda C atóma í viðkomandi þyrpingu). Slíkum þyrpingum C atóma er líkt farið og frumeindum í glóandi málmum: Frumeindirnar öðlast mikla hreyfiorku sem umbreytist í ljósorku sem við skynjum sem gulan lit. (sjá mynd 2)

Mynd 2 - Hvað býr í loganum?

Heimildir:

[1] Ritgerðir nemenda við Háskóla Íslands:

a) Ljómunarróf bútangasloga með og án íbætts CFC gass; ritgerð vegna sérverkefnis við efnafræðiskor H.Í., 1997; Árni Hr. Haraldsson.

b) Ljómunarróf bútangasloga með og án íbætiefna; ritgerð vegna sérverkefnis við efnafræðiskor H.Í., 1998; Ómar Gústafsson.

[2] John W. Lyons, Fire, Scientific American Library, 1985....