อะไรเป็นตัวกำหนดสีของไฟ? อุณหภูมิไฟของแหล่งกำเนิดเปลวไฟต่างๆ

18.12.2017 08:06 772

ทำไมไฟถึงเกิดขึ้น สีที่ต่างกัน?

ไฟเป็นแหล่งกำเนิดแสงและความร้อนสำหรับผู้คนมาโดยตลอด แสงเรืองรองมีเสน่ห์ดึงดูดผู้คนด้วยความลึกลับตั้งแต่สมัยโบราณ ผู้คนจำนวนมากทำพิธีกรรมต่าง ๆ ด้วยไฟ เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าไฟเกิดจากการรวมตัวของก๊าซร้อนที่ปล่อยออกมาจากการให้ความร้อนกับวัสดุที่ติดไฟได้บางชนิด เช่น ไม้

นั่งข้างกองไฟและมองดูเปลวไฟที่สว่างจ้า ดูเหมือนว่าไฟจะมีเพียงสองสีเท่านั้น คือ สีแดงและสีเหลือง แต่ในความเป็นจริงมันเป็น ไฟอาจมีสีต่างกัน ทำไมมันเกิดขึ้น?

สีของเปลวไฟขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของวัสดุที่เผาไหม้ ในระหว่างกระบวนการเผาไหม้ ปฏิกริยาเคมีให้เปลวไฟ สีที่ต่างกัน. พวกคุณคงสังเกตเห็นว่าเมื่อคุณเปิดเครื่อง เตาแก๊สไฟบนเตาลุกโชน สีฟ้า. เนื่องจากก๊าซจะสลายตัวเป็นไฮโดรเจนและคาร์บอนระหว่างการเผาไหม้ สิ่งนี้ทำให้เกิด คาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งทำให้เปลวไฟเป็นสีน้ำเงิน

ถ้าไฟมันส่อง สีเขียวหมายความว่าทองแดงหรือฟอสฟอรัสมีอยู่ในวัสดุที่เผาไหม้ ไฟสีเหลืองเกิดขึ้นเมื่อเกลือถูกเผา เวลาเผาฟืนไฟก็จะมี โทนสีเหลืองเนื่องจากมีเกลืออยู่ในต้นไม้ด้วย

นอกจากนี้ ไฟอาจมีสีแดงหากมีลิเธียมหรือโพแทสเซียมอยู่ในองค์ประกอบของวัสดุที่เผาไหม้

ที่นี่เราพบคำตอบสำหรับคำถามของเราแล้ว แต่ควรจำไว้ว่าไฟนั้นเป็นอันตรายต่อมนุษย์อย่างมาก ดังนั้นจึงห้ามใช้ไฟโดยเด็ดขาดโดยไม่มีผู้ใหญ่

เป็นเวลาหลายศตวรรษมาแล้วที่ไฟมีบทบาทสำคัญในชีวิตมนุษย์ หากปราศจากมัน แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะจินตนาการถึงการมีอยู่ของเรา ใช้ในทุกพื้นที่ของอุตสาหกรรม เช่นเดียวกับการปรุงอาหาร ทำให้บ้านอบอุ่น และการพัฒนาความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี

ไฟปรากฏตัวครั้งแรกในต้นยุค Paleolithic ในขั้นต้น มันถูกใช้ในการต่อสู้กับแมลงต่าง ๆ และการโจมตีของสัตว์ป่า และยังให้แสงและความร้อน แล้วใช้เปลวไฟในการปรุงอาหาร ทำอาหาร และเครื่องมือเท่านั้น ไฟจึงเข้ามาในชีวิตเราและกลายเป็น " ตัวช่วยที่ขาดไม่ได้" บุคคล.

พวกเราหลายคนสังเกตเห็นว่าเปลวไฟอาจแตกต่างกันในโทนสีของมัน แต่มีคนไม่มากที่รู้ว่าเหตุใดธาตุไฟจึงมีสีสัน ตามกฎแล้ว โทนสีของไฟขึ้นอยู่กับสารเคมีที่เผาไหม้ ด้วยการกระทำของอุณหภูมิสูง อะตอมของสารเคมีทั้งหมดจะถูกปล่อยออกมา ซึ่งทำให้สีกับไฟ มีการทดลองจำนวนมากซึ่งจะอธิบายในบทความนี้ในภายหลัง เพื่อให้เข้าใจว่าสารเหล่านี้ส่งผลต่อสีของกระทะอย่างไร

ตั้งแต่สมัยโบราณ นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามทำความเข้าใจว่า สารเคมีเผาไหม้ในเปลวไฟขึ้นอยู่กับสีของไฟ

เราทุกคนที่บ้านเมื่อทำอาหารสามารถชมแสงกับ โทนสีฟ้า. สิ่งนี้ถูกกำหนดโดยคาร์บอนและคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ติดไฟได้ง่าย ซึ่งทำให้แสงเป็นสีน้ำเงินอ่อน เกลือโซเดียมซึ่งกอปรด้วยไม้ทำให้ไฟมีสีเหลืองส้มซึ่งไหม้ไฟธรรมดาหรือไม้ขีดไฟ ถ้าโรยบนหัวเตา เกลือธรรมดาจากนั้นคุณจะได้สีเดียวกัน สีเขียวทองแดงให้ไฟ ที่ความเข้มข้นสูงมากของทองแดง แสงจะมีเฉดสีเขียวที่สว่างมาก ซึ่งแทบจะเหมือนกับสีขาวไม่มีสี สิ่งนี้สามารถสังเกตได้หากคุณโรยหัวเผาด้วยขี้เลื่อยทองแดง

ทำการทดลองด้วยเตาแก๊สธรรมดาและแร่ธาตุต่างๆ เพื่อสร้างสารเคมีที่เป็นส่วนประกอบ ในการทำเช่นนี้แร่จะถูกใช้แหนบอย่างระมัดระวังแล้วนำไปเผาไฟ และภายใต้ร่มเงาของไฟ เราสามารถสรุปเกี่ยวกับสารเคมีต่างๆ ที่มีอยู่ในองค์ประกอบได้ แร่ธาตุเช่นทองแดง แบเรียม ฟอสฟอรัส โมลิบดีนัม ให้โทนสีเขียว ในขณะที่โบรอนและพลวงให้สีเขียวแกมน้ำเงิน ยังอยู่ใน สีฟ้าเปลวไฟติดซีลีเนียม เปลวไฟสีแดงได้มาจากการเพิ่มลิเธียม สตรอนเทียม และแคลเซียม สีม่วงได้มาจากการเผาผลาญโพแทสเซียม และสีเหลือง-ส้มให้โซเดียม

เพื่อศึกษาแร่ธาตุต่าง ๆ และกำหนดองค์ประกอบของพวกมันนั้นได้ใช้เตา Bunsen ซึ่งประดิษฐ์ขึ้นในศตวรรษที่ 19 โดย Bunsen ซึ่งให้สีของเปลวไฟที่ไม่มีสีซึ่งไม่รบกวนการทดลอง

บุนเซ่นเป็นผู้ก่อตั้งวิธีการกำหนด องค์ประกอบทางเคมีสารตาม จานสีเปลวไฟ. แน่นอนว่าก่อนหน้าเขามีความพยายามที่จะทำการทดลองดังกล่าว แต่การทดลองดังกล่าวไม่ประสบความสำเร็จเนื่องจากไม่มีเตา เขาแนะนำส่วนประกอบทางเคมีต่างๆ ลงในองค์ประกอบไฟของหัวเตาบนลวดที่ทำจากแพลตตินั่ม เนื่องจากแพลตตินั่มไม่ส่งผลต่อสีของไฟแต่อย่างใดและไม่ให้สีใดๆ

เมื่อมองแวบแรก ดูเหมือนว่าไม่จำเป็นต้องมีการวิจัยทางเคมีที่ซับซ้อนใดๆ คุณนำส่วนประกอบนั้นไปเผาไฟและคุณจะเห็นองค์ประกอบของส่วนประกอบนั้นทันที อย่างไรก็ตามไม่ง่ายนัก โดยธรรมชาติแล้ว สารในรูปแบบบริสุทธิ์นั้นหายากมาก ตามกฎแล้วจะมีชุดของสิ่งสกปรกต่าง ๆ ที่สามารถเปลี่ยนสีได้

ดังนั้นด้วยความช่วยเหลือ คุณสมบัติเฉพาะโมเลกุลและอะตอมเปล่งแสงบางอย่างออกมา สี- มีการสร้างวิธีการเพื่อกำหนดองค์ประกอบทางเคมีของสาร วิธีการกำหนดนี้เรียกว่าการวิเคราะห์สเปกตรัม นักวิทยาศาสตร์ศึกษาสเปกตรัมที่ปล่อยสาร ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการเผาไหม้ มันถูกเปรียบเทียบกับสเปกตรัมของส่วนประกอบที่รู้จัก และทำให้องค์ประกอบทางเคมีของมันถูกสร้าง

คำอธิบาย:

การทำให้แผ่นทองแดงเปียกด้วยกรดไฮโดรคลอริกแล้วนำไปที่เปลวไฟของเตาเราสังเกตเห็นเอฟเฟกต์ที่น่าสนใจ - สีของเปลวไฟ ไฟส่องประกายด้วยเฉดสีเขียวฟ้าที่สวยงาม ปรากฏการณ์ค่อนข้างน่าประทับใจและน่าหลงใหล

ทองแดงทำให้เปลวไฟเป็นสีเขียว ด้วยปริมาณทองแดงในสารที่ติดไฟได้สูง เปลวไฟจะมีสีเขียวสดใส คอปเปอร์ออกไซด์ให้สีเขียวมรกต ตัวอย่างเช่น ดังที่เห็นได้จากวิดีโอ เมื่อทองแดงเปียกด้วยกรดไฮโดรคลอริก เปลวไฟจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินและมีโทนสีเขียว และสารประกอบทองแดงที่เผาแล้วชุบด้วยกรด ทำให้เปลวไฟเป็นสีฟ้า

สำหรับการอ้างอิง:แบเรียม โมลิบดีนัม ฟอสฟอรัส พลวง ยังให้สีเขียวและเฉดสีของมันในการจุดไฟ

คำอธิบาย:

ทำไมเปลวไฟจึงมองเห็นได้? หรืออะไรกำหนดความสว่างของมัน?

เปลวไฟบางดวงแทบจะมองไม่เห็น ในขณะที่บางดวงกลับส่องแสงเจิดจ้ามาก ตัวอย่างเช่น ไฮโดรเจนเผาไหม้ด้วยเปลวไฟที่ไม่มีสีเกือบทั้งหมด เปลวไฟของแอลกอฮอล์บริสุทธิ์ก็ส่องแสงจาง ๆ เช่นกันและเทียนและตะเกียงน้ำมันก๊าดก็เผาไหม้ด้วยเปลวไฟที่ส่องสว่าง

ความจริงก็คือความสว่างที่มากขึ้นหรือน้อยลงของเปลวไฟใด ๆ ขึ้นอยู่กับการปรากฏตัวของอนุภาคที่เป็นของแข็งจากหลอดไส้

เชื้อเพลิงมีคาร์บอนมากหรือน้อย อนุภาคคาร์บอน ก่อนเผาไหม้ เรืองแสง - เหตุใดจึงเกิดเปลวไฟ เตาแก๊ส, ตะเกียงน้ำมันก๊าดและแสงเทียน - เพราะ มันส่องสว่างด้วยอนุภาคคาร์บอนจากหลอดไส้

ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะทำให้เปลวไฟที่ไม่ส่องสว่างหรือส่องแสงอ่อน ๆ ให้สว่างขึ้นโดยการทำให้คาร์บอนสมบูรณ์หรือโดยการให้ความร้อนกับสารที่ไม่ติดไฟ

วิธีรับเปลวไฟที่มีสีสัน?

เพื่อให้ได้เปลวไฟสี คาร์บอนจะไม่ถูกเพิ่มเข้าไปในสารที่เผาไหม้ แต่เป็นเกลือของโลหะที่ทำให้เปลวไฟมีสีเดียวหรือสีอื่น

วิธีมาตรฐานในการระบายสีเปลวไฟก๊าซที่มีแสงน้อยคือการใส่สารประกอบโลหะเข้าไปในรูปของเกลือที่ระเหยง่าย ซึ่งมักจะเป็นไนเตรต (เกลือของกรดไนตริก) หรือคลอไรด์ (เกลือของกรดไฮโดรคลอริก):

เหลือง- เกลือโซเดียม

สีแดง - เกลือของสตรอนเทียม, แคลเซียม,

สีเขียว - เกลือซีเซียม (หรือโบรอนในรูปของโบรอนเอทิลหรือโบรอนเมทิลอีเทอร์)

เกลือสีน้ำเงิน - ทองแดง (ในรูปของคลอไรด์)

ใน สีฟ้าทำให้เปลวไฟมีซีลีเนียมและสีฟ้าอมเขียวกับโบรอน

ความสามารถในการเผาไหม้โลหะและเกลือที่ระเหยได้ของโลหะเหล่านี้เพื่อให้เป็นเปลวไฟที่ไม่มีสีนั้นใช้เพื่อให้ได้ไฟที่มีสี (เช่น ในดอกไม้ไฟ)

สิ่งที่กำหนดสีของเปลวไฟ (ภาษาวิทยาศาสตร์)

สีของไฟขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของเปลวไฟและสารเคมีที่ลุกไหม้ ความร้อนเปลวไฟทำให้อะตอมสามารถกระโดดได้ชั่วขณะหนึ่งเพื่อให้มีสถานะพลังงานสูงขึ้น เมื่ออะตอมกลับสู่สภาพเดิม อะตอมจะปล่อยแสงออกมาในช่วงความยาวคลื่นหนึ่ง มันสอดคล้องกับโครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอนขององค์ประกอบที่กำหนด

เป็นเรื่องง่ายที่จะเดาว่าสีของเปลวไฟนั้นพิจารณาจากสารเคมีที่เผาไหม้อยู่ในนั้น ในกรณีที่การสัมผัสกับอุณหภูมิสูงจะปล่อยอะตอมของสารที่ติดไฟได้ออกมาทีละอะตอม เพื่อตรวจสอบผลกระทบของสารที่มีต่อสีของไฟ เราได้ทำการทดลองต่างๆ ซึ่งเราจะพูดถึงด้านล่าง

ตั้งแต่สมัยโบราณ นักเล่นแร่แปรธาตุและนักวิทยาศาสตร์ได้พยายามค้นหาว่าสารใดบ้างที่เผาไหม้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสีของเปลวไฟที่ได้รับ

เปลวไฟ กีย์เซอร์และจานที่มีอยู่ในบ้านและอพาร์ตเมนต์ทั้งหมดมีโทนสีน้ำเงิน เงาดังกล่าวระหว่างการเผาไหม้ให้คาร์บอน, คาร์บอนมอนอกไซด์ เปลวไฟสีเหลืองส้มซึ่งเติบโตในป่าหรือไม้ขีดไฟในบ้าน เกิดจากเกลือโซเดียมในไม้ธรรมชาติมีปริมาณสูง ส่วนใหญ่เกิดจากสิ่งนี้ - สีแดง เปลวไฟของหัวเตาแก๊สจะได้สีเดียวกันถ้าคุณโรยด้วยเกลือแกงธรรมดา เมื่อเผาทองแดง เปลวไฟจะเป็นสีเขียว ฉันคิดว่าคุณสังเกตเห็นว่าเมื่อสวมแหวนหรือโซ่ยาว ๆ ที่ทำจากทองแดงธรรมดาไม่ปิดบัง องค์ประกอบป้องกันผิวเปลี่ยนเป็นสีเขียว สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการเผาไหม้ ถ้าทองแดงมีปริมาณมาก แสดงว่ามีไฟสีเขียวสว่างมาก ซึ่งเกือบจะเหมือนกับสีขาว สิ่งนี้สามารถเห็นได้หากคุณเทลงบน เตาแก๊สขี้กบทองแดง

มีการทดลองมากมายเกี่ยวกับเตาแก๊สธรรมดาและแร่ธาตุต่างๆ ดังนั้นองค์ประกอบของพวกเขาจึงถูกกำหนด คุณต้องนำแร่ที่มีแหนบแล้ววางลงในเปลวไฟ สีที่ไฟติดสามารถบ่งบอกถึงสิ่งเจือปนต่าง ๆ ที่มีอยู่ในองค์ประกอบ เปลวไฟสีเขียวและเฉดสีบ่งบอกว่ามีทองแดง แบเรียม โมลิบดีนัม พลวง ฟอสฟอรัส โบรอนให้สีเขียวอมฟ้า ซีลีเนียมให้เปลวไฟเป็นสีน้ำเงิน เปลวไฟจะเปลี่ยนเป็นสีแดงเมื่อมีสตรอนเทียม ลิเธียม และแคลเซียม สีม่วง - โพแทสเซียม ได้สีเหลืองส้มระหว่างการเผาไหม้โซเดียม

การศึกษาแร่ธาตุเพื่อกำหนดองค์ประกอบของแร่ธาตุนั้นดำเนินการโดยใช้หัวเผาบุนเซิน สีของเปลวไฟจะสม่ำเสมอและไม่มีสี ไม่รบกวนการทดลอง บุนเซ่นเป็นผู้คิดค้นเตาเผาในช่วงกลางศตวรรษที่ 19

เขาคิดค้นวิธีการที่ช่วยให้คุณสามารถกำหนดองค์ประกอบของสารโดยใช้เงาของเปลวไฟ นักวิทยาศาสตร์พยายามทำการทดลองที่คล้ายคลึงกันต่อหน้าเขา แต่พวกเขาไม่มีเตา Bunsen เปลวไฟไม่มีสีซึ่งไม่ได้รบกวนการทดลอง เขาวางองค์ประกอบต่าง ๆ ไว้บนลวดแพลตตินัมในกองไฟเนื่องจากเมื่อเติมโลหะนี้แล้วเปลวไฟจะไม่เป็นสี มองแวบแรก วิธีการก็ดูดี คุณสามารถทำได้โดยไม่ต้องลำบาก การวิเคราะห์ทางเคมี. แค่นำองค์ประกอบไปกองไฟและดูว่ามันประกอบด้วยอะไรก็พอ แต่สารในรูปแบบบริสุทธิ์นั้นสามารถพบได้ในธรรมชาติน้อยมาก มักจะอยู่ในนั้น จำนวนมากมีสิ่งเจือปนต่างๆ ที่เปลี่ยนสีของเปลวไฟ

Bunsen พยายามเน้นสีและเฉดสี วิธีการต่างๆ. เช่น การใช้แว่นสี สมมุติว่ามองผ่านกระจกสีฟ้าจะไม่เห็น เหลืองซึ่งไฟถูกทาสีเมื่อเผาเกลือโซเดียมที่พบบ่อยที่สุด จากนั้นสีม่วงหรือสีแดงเข้มขององค์ประกอบที่ต้องการจะมองเห็นได้ชัดเจน แต่ถึงกระนั้นกลอุบายดังกล่าวก็นำไปสู่การกำหนดองค์ประกอบของแร่ธาตุที่ซับซ้อนได้อย่างแม่นยำในบางกรณีที่หายากมาก มากไปกว่านี้เทคโนโลยีไม่สามารถบรรลุ

ทุกวันนี้ไฟฉายดังกล่าวใช้สำหรับการบัดกรีเท่านั้น

ภายใต้สภาวะห้องปฏิบัติการ สามารถทำให้เกิดไฟไร้สีได้ ซึ่งสามารถระบุได้โดยความผันผวนของอากาศในบริเวณการเผาไหม้เท่านั้น ไฟในครัวเรือนมักเป็น "สี" สีของไฟขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของเปลวไฟและสารเคมีที่ลุกไหม้เป็นหลัก เปลวไฟที่มีอุณหภูมิสูงทำให้อะตอมสามารถกระโดดไปยังสถานะพลังงานที่สูงขึ้นได้ชั่วขณะหนึ่ง เมื่ออะตอมกลับสู่สภาพเดิม อะตอมจะปล่อยแสงออกมาในช่วงความยาวคลื่นหนึ่ง มันสอดคล้องกับโครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอนขององค์ประกอบที่กำหนด

มีชื่อเสียง สีฟ้าเปลวไฟที่มองเห็นได้เมื่อเผาไหม้ ก๊าซธรรมชาติอันเนื่องมาจากคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งให้ร่มเงานี้ คาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนหนึ่งอะตอมและอะตอมของคาร์บอนหนึ่งอะตอมเป็นผลพลอยได้จากการเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติ

ลองโรยเกลือเล็กน้อยบนเตาแก๊ส - เปลวไฟจะมีลิ้นสีเหลืองปรากฏขึ้น เช่น เปลวไฟสีเหลืองส้มให้เกลือโซเดียม เกลือโปรดจำไว้ว่านี่คือโซเดียมคลอไรด์) ไม้อุดมไปด้วยเกลือดังกล่าว ดังนั้นไฟป่าธรรมดาหรือไม้ขีดไฟในครัวเรือนจึงเผาด้วยเปลวไฟสีเหลือง

ทองแดงติดไฟ เขียวร่มเงา ด้วยปริมาณทองแดงในสารที่ติดไฟได้สูง เปลวไฟจึงมีสีเขียวสดใสเกือบเหมือนกับสีขาว

แบเรียม โมลิบดีนัม ฟอสฟอรัส พลวง ยังให้สีเขียวและเฉดสีของมันในการจุดไฟ ใน สีฟ้าซีลีเนียมแต่งสีให้กับเปลวไฟ และใน ฟ้าเขียว- โบรอน ลิเธียม สตรอนเทียม และแคลเซียมจะให้เปลวไฟสีแดง โพแทสเซียมจะให้สีม่วง และโซเดียมจะเผาไหม้เป็นสีเหลืองส้ม

อุณหภูมิเปลวไฟระหว่างการเผาไหม้ของสารบางชนิด:

รู้ไหม...

เนื่องจากคุณสมบัติของอะตอมและโมเลกุลในการเปล่งแสงของสีบางสี จึงได้มีการพัฒนาวิธีการกำหนดองค์ประกอบของสารที่เรียกว่า การวิเคราะห์สเปกตรัม. นักวิทยาศาสตร์ศึกษาสเปกตรัมที่สารปล่อยออกมา ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการเผาไหม้ เปรียบเทียบกับสเปกตรัมของธาตุที่รู้จัก และด้วยเหตุนี้จึงกำหนดองค์ประกอบของมัน