Наверняка вы замечали, что огонь, исходящий от различных источников пламени, имеет разные размеры и оттенки. Горящий фитиль свечи испускает оранжево-желтое пламя среднего размера, в то время как пламя газовой плиты обычно окрашено в голубой оттенок. При горении куска магния выделяется ярко-белое пламя, а при горении калия — фиолетовое. Но почему пламя бывает разноцветным?
Цвет пламени зависит от множества факторов, но в основном на это влияет его химический состав.
Как образуется огонь
Горение — это сложный физико-химический процесс, при котором горючие вещества, вступая в реакцию с кислородом, окисляются и превращаются в продукты сгорания. Химическая энергия, запасенная в компонентах исходной смеси, выделяется в виде тепла и света (пламени). Температура огня зависит от состава горючей смеси и условий, при которых происходит горение: например, искра от удара металлических тел может разогреваться до 1900°C, а горящая сигарета может иметь температуру в 900°C.
От чего зависит цвет огня
Цвет пламени главным образом определяется его температурой, тем, какие химические вещества в нем сгорают, и количеством кислорода, поступаемого к горючей смеси. Первым это обнаружил немецкий химик Роберт Бунзен — изобретатель горелки, которая дает ровное бесцветное пламя. В ходе своего эксперимента он изменял приток кислорода к источнику пламени.
Пламя горелки Бунзена при измении подачи кислорода. 1 — подача кислорода закрыта; 2 — подача воздуха снизу почти перекрыта; 3 — открыта в средней мере; 4 — подача воздуха максимальная.
Красное, оранжевое и желтое пламя
Образуется при горении материалов, богатых сложных молекул углерода, таких как древесина, бумага, воск или уголь. Кислорода в воздухе недостаточно для окисления всех атомов углерода в их составе. Это приводит к появлению красно-оранжево-желтого пламени. Чем меньше кислорода, тем светлее оттенок.
Синее пламя
Знаменитый голубой огонек, исходящий при включении конфорки газовой плиты, образуется при горении природного газа. При достаточном уровне кислорода все атомы углерода превращаются в углекислый газ, из-за чего пламя приобретает синий цвет. Если кислорода слишком мало, то в процессе горения образуется твердые частицы углерода, которые превращаются в сажу.
Если языки пламени слишком длинные, то газ сгорает неполностью, поэтому их кончики могут оставаться оранжевого цвета. Тут стоит насторожиться: оранжевые языки пламени могут говорить о том, что в процессе горения выделяется ядовитый угарный газ, тогда пользоваться газовым прибором нельзя.
Фиолетовое пламя
Пламя фиолетового цвета встречается крайне редко, и обычно оно связано с присутствием металлических элементов в исходной смеси. Например, литий при горении может окрашивать пламя в розоватый оттенок, а более насыщенный фиолетовый цвет образуется в результате добавления калия.
Иногда можно встретить и пламя зеленого цвета. Этот оттенок достигается путем добавления в горючую смесь меди или бария.
