De ce lemnul arde, dar metalul nu?

Motivul pentru care unele lucruri iau foc, iar altele nu, se reduce la legăturile lor chimice și la energia necesară pentru a schimba sau rupe aceste legături.

În plus, focul are nevoie de câteva lucruri pentru a exista: oxigen, căldură și combustibil. Oxigenul este un gaz care se află în aer. Căldura poate fi creată prin frecare, ca atunci când lovești un chibrit, sau poate fi creată în alte moduri, cum ar fi un fulger.

Combustibilul este cel care arde. În general, acesta poate fi orice lucru alcătuit din material organic, a declarat Carl Brozek, chimist la Universitatea din Oregon, pentru Live Science.

În acest caz, „organic” se referă la moleculele care sunt alcătuite în principal din legături carbon-hidrogen și care uneori includ oxigen sau alți atomi, cum ar fi fosforul sau azotul.

Arderea, o reacție care eliberează energie

Mai exact, arderea este o reacție chimică care eliberează energie dintr-un sistem instabil cu legături chimice relativ slabe. Materiale precum lemnul și hârtia, care iau foc cu ușurință, sunt fabricate din celuloză – o moleculă compusă din legături între carbon, hidrogen și oxigen.

Iar atunci când ceva arde, sfârșește prin a „elibera o mulțime de energie, deoarece acum se mută sistemul într-o stare de energie mai mică”, a spus Brozek. „Iar această energie trebuie să ajungă undeva”.

Atunci când un obiect din lemn ia foc, celuloza din care este alcătuit lemnul este transformată în dioxid de carbon și vapori de apă – ambele molecule foarte stabile, cu legături puternice. Energia eliberată de această reacție chimică excită electronii din atomii de gaz, care, la rândul lor, emit lumină vizibilă. Această lumină ne apare ca o flacără, a spus Brozek.

Astfel, diferența dintre lemn și metal are legătură cu modul în care poate materialul să distribuie energia implicată atunci când i se aplică focul, a spus Brozek, ceea ce se reduce la cât de puternice sunt legăturile sale chimice. Legăturile chimice puternice din metal nu pot fi rupte cu ușurință.

Oxigen, căldură și combustibil, ingredientele focului

O bucată de lemn nu are aceste legături puternice, așa că nu are capacitatea de a absorbi energia de la flacără. În loc să absoarbă energia, lemnul o eliberează prin incendiere. Dar metalul din oală „are o capacitate uriașă de a absorbi acea energie și de a o disipa”, motiv pentru care oala se va simți fierbinte la atingere.

O mai bună absorbție a căldurii poate împiedica, de asemenea, ca lemnul să ia foc. Dacă o flacără ar fi aplicată pe un pahar de hârtie umplut cu apă, paharul nu ar arde, a spus Brozek. Deoarece apa din pahar poate absorbi căldura, hârtia nu va lua foc.

Unele metale, însă, ard. Astfel de „metale combustibile”, printre care potasiul și titanul, sunt folosite pentru a face artificii. Metalele din artificii sunt sub formă de pulbere, ceea ce oferă o suprafață mai mare pentru ca aceasta să reacționeze mult mai repede cu oxigenul și căldura, a declarat Brozek.

Atunci când aceste metale sunt expuse la suficientă căldură pentru a reacționa cu oxigenul, cantitatea de energie eliberată le face să ardă în culori diferite.

Vă recomandăm să mai citiți și:

O minge de foc de 10 ori mai luminoasă decât Luna a trecut pe deasupra unui stat american

Oamenii preistorici gravau imagini pe tăblițe de piatră la lumina focului, în urmă cu 15.000 de ani

De ce nu poate ucide focul unele bacterii și ciuperci?

Cum s-a transformat Pământul dintr-o minge de foc într-o planetă locuibilă?