От чего зависит цвет огня? Описание, фото и видео

Цвет огня определяется температурой пламени и тем, какие химические вещества в нём сгорают. Высокая температура пламени дает возможность атомам перескакивать на некоторое время в более высокое энергетическое состояние. Когда атомы возвращаются в исходное состояние, они излучают свет с определённой длиной волны. Она соответствует структуре электронных оболочек данного элемента.

Другими словами, благодаря воздействию высокой температуры все атомы химических веществ освобождаются, таким образом, придавая оттенок огню.

Все мы дома при приготовлении пищи можем наблюдать огонек с голубым оттенком. Это предопределено легкосгораемым углеродом и угарным газом, который и придает огоньку этот голубой оттенок.

Такой металл как калий окрашивает пламя в фиолетовый цвет. Хлорид натрия (поваренная соль), который есть у каждой хозяйки на кухне, горит желтым, по этой же причине все деревья горят желтым цветов, это обусловлено высоким содержанием солей натрия в древесине. Литий придает пламени малиновый окрас, борная кислота – зеленый, хлорид меди (медный купорос) – голубой.

6

Естественно, спираль не горит. Вы же не видите пламени. Она просто очень горячая. Если нагревать ее дальше, то будет меняться и цвет. Сначала цвет спирали станет желтым, затем белым, а когда она раскалится еще больше, от нее будет исходить голубое сияние.

Материалы по теме:Почему при сжигании дров образуется зола или угли?

От чего зависит цвет пламени

Нечто подобное происходит и с пламенем. Возьмем для примера свечу. Различные участки пламени свечи имеют разную температуру. Огню нужен кислород. Если свечу накрыть стеклянной банкой, огонь погаснет. Центральный, прилегающий к фитилю участок пламени свечи, потребляет мало кислорода, и выглядит темным. Верхушке и боковым участкам пламени достается больше кислорода, поэтому эти участки ярче.

По мере того как пламя продвигается по фитилю, воск тает и потрескивает, рассыпаясь на мельчайшие частички углерода. (Каменный уголь тоже состоит из углерода.) Эти частички увлекаются пламенем кверху и сгорают. Они очень горячие и светятся, как спираль вашей плитки. Но частички углерода намного горячее, чем спираль самой жаркой плитки (температура сгорания углерода примерно 1 400 градусов Цельсия). Поэтому свечение их имеет желтый цвет. Около горящего фитиля пламя еще горячее и светится синим цветом.

Пламя камина или костра в основном пестрого вида. Дерево горит при более низкой температуре, чем фитиль свечи, поэтому основной цвет костра — оранжевый, а не желтый. Некоторые частички углерода в пламени костра имеют довольно высокую температуру. Их немного, но они добавляют пламени желтоватый оттенок. Остывшие частички раскаленного углерода — это копоть, которая оседает на печных трубах. Температура горения дерева ниже температуры горения свечи. Кальций, натрий и медь, нагретые до высокой температуры, светятся разными цветами. Их добавляют в порох ракет для расцвечивания огней праздничных фейерверков.

Материалы по теме:Почему молнии разного цвета?

Цвет пламени и химический состав

Цвет пламени может меняться в зависимости от химических примесей, содержащихся в поленьях или другом горючем веществе. В пламени может находиться, например, примесь натрия. Натрий — это составная часть поваренной соли. Если натрий раскалить, он окрашивается в ярко – желтый цвет. В огонь может попасть кальций.

Мы все знаем, что кальция много в молоке. Это металл. Раскаленный кальций окрашивается в яркий красный цвет. Если в огне горит фосфор, то пламя окрасится в зеленоватый цвет. Все эти элементы или содержатся в дереве, или попадают в огонь с другими веществами. Смешение цветов пламени, как и смешение цветов радуги, может дать белый цвет, поэтому в пламени костра или камина видны белые участки.

Интересное видео о цвете пламени

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Материалы по теме:Есть ли тень у пламени?

Еще с незапамятных времен ученые пытались узнать, какие вещества сгорают в зависимости от цвета пламени. Данная тема актуальна, так как различные цвета огня можно применять в качестве сигнальных огней и в промышленности.

Целью настоящей статьи является изучение цвета пламени при сгорании разных веществ. Задачи: узнать, что такое бунзеновская горелка, понять, какой цвет дает тот или иной металл выяснить, горение каких химических веществ способно образовывать цветное пламя и где оно применяется.

Цветовая гамма огня очень разнообразна. С давних времен древние ученые, проводя многочисленные опыты, пытались выяснить, от чего зависит цвет пламени. После долгих испытаний, они выяснили, что цвет огня определяется составом сгорающих веществ, а также температурой пламени.

Из-за высокой температуры атомы перескакивают в более высокое энергетическое состояние на некоторое время. При возвращении в исходное состояние, атомы излучают свет с определенной длиной волны, которая соответствует структуре электронных оболочек данного элемента. Иначе говоря, из-за  воздействия высокой температуры происходит освобождение атомов химических веществ, и пламя приобретает тот или иной оттенок [5].

Как было сказано ранее, цвет пламени может изменяться в зависимости от химических примесей, которые содержатся в сгораемом веществе. В настоящее время для исследования минералов и определения их состава используется бунзеновская горелка, изобретенная Робертом Бунзеном в 1857 году. Горелка Бунзена — это газовая горелка, имеющая инжектор, установленный в металлической трубке с отверстиями для поступления воздуха, которая закреплена на подставке с боковым вводом для подачи газа [1]. Она дает ровный бесцветный цвет пламени, который  не мешает ходу эксперимента. Бунзен также придумал метод, позволяющий определить состав вещества по оттенку пламени — с помощью проволоки из платины он помещал в огонь горелки разные элементы. Однако недостатком этого метода являлось то, что вещества в чистом виде встретить в природе можно крайне редко. В них в большом количестве содержатся различные примеси, которые меняют окраску пламени.

Каждое определенное вещество испускает различное количество света, благодаря которому виден определенный цвет пламени для каждого вещества. В таблице 1 представлен цвет пламени при сгорании металлов [2]. Отсюда видно, что, например, минерал, содержащий в составе литий, при сгорании будет иметь малиновый цвет.

Таблица 1.

Цвет пламени при горении соединений, содержащих металлы

В настоящее время цветные огни используются для изготовления фейерверочных изделий, сигнальных средств оборонного и народнохозяйственного назначения. Для создания разных цветов свечения пламени применяются соли различных металлов. Благодаря алюминию огни фейерверков становятся белыми и серебряными. Барий окрашивает их в зеленый цвет. Карбонат лития он придает искре красный цвет. При горении магний вспыхивает ярко белым, благодаря чему служит для генерирования белых искр, а также как и сурьма, придает фейерверкам особый блеск [4]. Также известно применение окрашивания пламени в сигнальных огнях, которые предназначены для подачи сигналов днем или ночью. Чаще всего употребляют трехцветная сигнализация с применением красного, желтого и зеленого огней. Для получения такого пламени чаще всего используют натрий, литий, таллий и индий [7]. В военных целях цветной огонь используют в трассирующих снарядах. В их состав входят нитрат стронция, пероксид магния и стронция, поливинилхлорид, резинат кальция, пероксид бария, оксамид, стеарат цинка и другое [8].

В военных целях также используется цветной дым. Обычно применяются такие цвета, как красный, синий, желтый и зеленый. В особых случаях применяется черный дым, заменяя один из перечисленных до этого цветов. Для получения красного дыма используют жирооранж и диэтил-мета-аминофенолфталеингидрохлорид. Чтобы получить желтый дым необходимы аминоазотолуол и бензолазодиметиланилин, а для синего дыма — хинизарин синий и антрахинон виолет.

Однако использование некоторых металлов является очень затратным делом. Например, рубидий, окрашивающий в красно-фиолетовый цвет и цезий, дающий розово-фиолетовый цвет, не могут быть использованы в массовом производстве из-за их высокой стоимости, поэтому они употребляются крайне редко. Также некоторые соли могут быть опасны для здоровья. Так, например, дым сульфида сурьмы токсичен и является возможным канцерогеном, соли свинца крайне токсичны для нервной системы, почек и кишечника [3].

Подводя итоги, я узнала, что горелка Бунзена — это газовая горелка, имеющая инжектор и дающая бесцветный цвет пламени, который  не мешает ходу эксперимента. Цвет огня можно определить по температуре пламени и по тому, какие вещества в нем сгорают. Цветные огни в настоящее время применяются как в мирных, так и в военных целях.

Список литературы:

1. Горелка Бунзена – Machinepedia [Электронный ресурс]. — URL: http://machinepedia.org/index.php/Горелка_Бунзена (дата обращения 14.01.2019).
2. Из чего делают салюты и фейерверки [Электронный ресурс]. — URL: http://v-nayke.ru/?p=8572 (дата обращения 14.01.2019).
3. Как петарды и фейерверки вредят здоровью [Электронный ресурс]. — URL: https://rusplt.ru/health/pirotehnika-massovogo-porajeniya-14795.html (дата обращения 14.01.2019).
4. Коленко Е. А. Технология лабораторного эксперимента: Справочник. -СПб.: Политехника, 1994. С. 736.
5. От чего зависит цвет огня..?! [Электронный ресурс]. — https://pikabu.ru/story/ot_chego_zavisit_tsvet_ognya_4256077 (дата обращения 14.01.2019).
6. От чего зависит цвет пламени? [Электронный ресурс]. —  http://mfina.ru/ot-chego-zavisit-cvet-plameni/ (дата обращения 14.01.2019).
7. Составы сигнальных (цветных) огней [Электронный ресурс]. — URL: https://zdamsam.ru/b50524.html (дата обращения 14.01.2019).
8. Справочник химика 21 [Электронный ресурс]. — URL: http://chem21.info/info/85808/ (дата обращения 14.01.2019).

Используемые источники:

• https://pikabu.ru/story/ot_chego_zavisit_tsvet_ognya_4256077
• https://kipmu.ru/cvet-plameni/
• https://sibac.info/journal/student/66/145415