Когда вы зажигаете зажигалку, вы можете заметить, что пламя имеет розоватый оттенок. Этот розовый цвет вызван химическим процессом работы зажигалок. В этой статье мы рассмотрим, что придает пламени зажигалок их характерный розоватый цвет.
Сначала давайте рассмотрим, что происходит внутри зажигалки, когда вы нажимаете на курок. Зажигалки содержат жидкое топливо под давлением, обычно бутан или пропан. Когда вы нажимаете на курок, происходит несколько вещей:
Это контролируемое пламя обеспечивает тепло, необходимое для зажигания сигареты, свечи или другого горящего предмета. Теперь давайте подробнее рассмотрим химию самого топлива, чтобы понять, что придает пламени его цвет.
Цвет пламени возникает из-за света, испускаемого возбужденными атомами, ионами и молекулами при их обратном распаде до более низких энергетических состояний. Различные химические элементы или соединения будут создавать характерные цвета на основе их уникальных спектров излучения.
Например, оранжево-желтый цвет пламени свечи обусловлен излучением черного тела от частиц сажи в пламени. Синяя часть пламени обусловлена спектром излучения возбужденных синглетных радикалов CH.
Когда дело доходит до более легкого пламени, розоватый цвет в основном вызван возбужденными атомами углерода и водорода в углеводородном топливе. Когда топливо подвергается сгоранию, экстремальное тепло возбуждает электроны в атомах углерода и водорода до более высоких энергетических уровней. По мере того, как они распадаются, они излучают энергию на определенных частотах, которые наши глаза воспринимают как цвет.
Вы можете задаться вопросом — почему именно розовый? Разве углерод и водород не должны просто давать другие цвета пламени, которые мы обычно видим? Ответ связан с температурой и концентрацией атомов в пламени зажигалки.
Во-первых, температура пламени зажигалки, как правило, ниже, чем у других источников, около 1970 °C или 3600 °F. Этот более низкий температурный профиль благоприятствует выбросам в красно-оранжево-розовой части видимого спектра от возбужденных атомов углерода и водорода.
Во-вторых, топливная смесь богата углеводородами из парафинового воска и других соединений, используемых в бутановом и пропановом топливе. Высокая концентрация углерода и водорода усиливает розоватые выбросы по сравнению с другими возможными цветами.
Наконец, пламя зажигалки, как правило, имеет неполное сгорание и возможное образование сажи. Твердые частицы углерода обеспечивают поверхность для излучения розоватого света, увеличивая заметность цвета.
Интересно, что натрий также может играть роль в розовой окраске пламени зажигалок. Следовые количества соединений натрия иногда добавляют к бутану в зажигалках. При возбуждении эти атомы натрия излучают розово-оранжевый свет.
Эффект более выражен в зажигалках низкого качества, использующих нечистое топливо. В более высоких концентрациях натрий придает пламени более оранжевый оттенок, но в небольших количествах в более легком топливе он может добавить розовый оттенок.
| Источник пламени | Типичный цвет | Причина цвета |
|---|---|---|
| Свеча | Оранжевый/желтый | Излучение сажи |
| Горелка Бунзена | Синий | Радикалы CH |
| Пропановая горелка | Синий/зеленый | Возбужденные молекулы C2 |
| Легче | Розовый | Возбужденные атомы углерода, водорода и натрия |
Как вы можете видеть, более светлое пламя имеет свой собственный уникальный розоватый оттенок, отличающийся от других типов пламени. Спектр цветов пламени зависит от источника топлива, температуры, условий горения и добавок, таких как натрий.
Хотя большинство более легких видов пламени имеют розоватый оттенок, точный цвет может слегка варьироваться в зависимости от нескольких факторов:
Понимание того, как эти переменные влияют на химию пламени, дает представление о том, почему более легкое пламя имеет тонкие различия в розовости и оттенке.
Розоватый цвет пламени более легких пламени может показаться просто интересной причудой. Но ученые и инженеры могут использовать знания о химии пламени зажигалок для практических целей, например:
Розоватое пламя зажигалок может радовать наши глаза, но за ним стоит настоящая наука, которую можно использовать для инженерных инноваций.
Подводя итог, можно сказать, что несколько факторов обуславливают характерный розоватый цвет пламени зажигалок:
Хотя точный розовый оттенок зависит от топлива, температуры и условий горения, основные процессы излучения света схожи для разных зажигалок. В следующий раз, когда вы увидите пламя зажигалки, вы сможете оценить сложную химию, которая придает ему характерный розовый цвет.