Le cose bruciate sono di colore nero

categoria: fuoco

La combustione di una sostanza organica dà luogo solamente alla formazione di gas e non lascia traccia.

Il colore nero si vede quando restano composti carboniosi non completamente bruciati. Nel caso di un vasto incendio, la combustione può non avere apporto di ossigeno a sufficienza perché questo viene consumato anche dalle altre fiamme vicine oppure il materiale è talmente spesso e compatto da frenare il processo. In una semplice combustione all'aperto inoltre è possibile che, a causa di una forte dispersione di calore, non tutto il materiale raggiunga la temperatura necessaria a una reazione di combustione completa.

il fuoco, una reazione chimico-fisica

Il fuoco, una reazione chimico-fisica

Il fuoco non è materia, ma energia,
 frutto di una reazione chimico-fisica, la combustione, catalogata nelle ossidoriduzioni, dove c’è un trasferimento di elettroni, dal combustibile che si ossida (che brucia) verso l'ossigeno dell'aria, l'ossidante, che si riduce.

Lo scambio di elettroni causa emissione di fotoni (pacchetti elementari d'energia della radiazione elettromagnetica), cioè luce, che percepiamo, per esempio, alla base della fiamma di una candela.

Per dare inizio alla reazione di combustione occorre una certa quantità di calore iniziale, l’energia che consente l’innesco della reazione tra combustibile ed ossigeno; una volta avviato il processo sviluppa energia termica in abbondanza che mantiene attivo il processo.

Il processo della combustione, sia pur vigoroso, è anche molto fragile, sensibile alla sottrazione di uno dei tre elementi necessari: ossigeno, combustibile e calore.

Il metodo più conosciuto per arrestare il processo di combustione è quello di gettare sopra il fuoco dell'acqua: a contatto col calore della fiamma il liquido cambia fase, o meglio evapora, e caccia l'aria togliendo così l’ossigeno. L'acqua partecipa anche al raffreddamento perché il processo di vaporizzazione assorbe calore: il passaggio dallo stato liquido a quello gassoso consuma molta energia (539 calorie, cioè 2.258 Joule, per 1 grammo di liquido).

il fuoco

Il fuoco

Il fuoco soddisfa esigenze vitali per la sopravvivenza e la sua conquista è stata uno dei punti cardine nella storia dell’uomo, mediante il quale ha potuto illuminare, riscaldare la sua dimora, tenere lontani gli animali pericolosi, cuocere i cibi, lavorare gli utensili.

L'uomo iniziò cominciando a conservare il fuoco reperibile naturalmente, causato dalla lava nei pressi dei vulcani, dai fulmini abbattutisi sulle foreste o dall'autocombustione delle erbe secche in estate; in seguito l’uomo ha imparato a produrre il fuoco quando ne aveva bisogno per frizione o percussione.

Solo dal Seicento, i fenomeni della combustione furono studiati con grande interesse, e la spiegazione del fuoco divenne forse il problema chimico più importante.

Per Robert Boyle (1627-1691), sostenitore della teoria corpuscolare, le particelle del fuoco si combinavano con i metalli, aumentandone il peso.

Georg Ernst Stahl (1659-1734) ipotizzò l'esistenza nei corpi combustibili di un principio infiammabile chiamato «flogisto», che in greco significa appunto infiammabile, formato da particelle che durante la combustione erano emesse dai corpi e assorbite dall'aria; quando l'aria era satura di flogisto la combustione cessava.

Antoine-Laurent Lavoisier (1743-1794) dimostrò, attraverso la combustione di candele in recipienti chiusi sul mercurio, che la combustione non flogisticava l'aria comune, ma trasformava la parte più pura dell'aria (ossigeno) in aria fissa (anidride carbonica), che non è preesistente, ma è un composto. Il fatto che in un recipiente chiuso ermeticamente, dopo un certo tempo, la fiamma di una candela si spegnesse, non era dovuto a eccesso di flogisto, ma a mancanza di ossigeno. Di qui la conclusione che i processi di combustione non erano dovuti alla fuoriuscita di flogisto, ma alla fissazione di ossigeno: la combustione dunque doveva essere considerata una reazione chimica in cui l'ossigeno svolge una funzione fondamentale.

La reazione di combustione è un processo chimico in cui l’ossigeno reagisce con delle sostanze combustibili e dalla quale si produce calore. Quando si accende un fiammifero, lo sfregamento riscalda la capocchia a una temperatura in cui le sostanze chimiche contenute reagiscono e bruciano sotto forma di fiamma, producendo del calore che si diffonde nell'aria. Se c'è vento che disperde il calore o il legno dello stelo del fiammifero è umido, lo sfregamento non innalza a sufficienza la temperatura d’innesco della combustione che non può iniziare.

Una volta acceso, il calore proveniente dalla fiamma sprigionata dalla capocchia innalza la temperatura della parte più vicina dello stelo del fiammifero e dell'ossigeno dell'aria ad esso adiacente permettendo lo svolgersi della reazione di combustione: il carbonio (C) del legno e l'ossigeno (O) dell'aria circostante si riscaldano sufficientemente e dalla loro combinazione si ottiene il monossido di carbonio (CO).

Durante la reazione di combustione, per effetto del calore, l'ossigeno si muove sempre più velocemente e si scontra con il carbonio e si combina con esso originando la molecola di monossido di carbonio (CO) e liberando energia termica.

Il monossido di carbonio reagisce a sua volta con l'ossigeno e si trasforma in biossido di carbonio o anidride carbonica (CO₂) oltre a liberare un’altra quota di energia termica.

C + 1/2 O₂    = CO  + 26,5 kcal

CO + 1/2 O₂ = CO₂ + 67,6 kcal.

In totale, nel corso della reazione, si sviluppano 94,1 kcal; il calore sviluppato durante il processo, riscalda il carbonio e l'ossigeno adiacenti, innescando una nuova reazione.

Questa energia liberata dalla combustione del legno è la quota di energia solare immagazzinata dalla pianta sottoforma di materia organica vegetale prodotta con la fotosintesi clorofilliana.

Categoria: fuoco, vecchie riviste      

 Tecniche di accensione del fuoco: la scintilla elettrica

Si scollega la batteria dall’automobile e si pone questa in un posto abbastanza distante. Si collegano i cavi ai due poli (+ e -) e si uniscono a un pezzo di filo scoperto che passi in mezzo all’esca. Appena il filo scoperto diventa rovente e accende l’esca si scollegano i fili dalla batteria e si allontana la batteria dal fuoco.