Che cos’è il fuoco?
Il fuoco è l’effetto visibile del processo di combustione – un tipo speciale di reazione chimica. Si verifica tra l’ossigeno dell’aria e un qualche tipo di combustibile. I prodotti della reazione chimica sono completamente diversi dal materiale di partenza.
Il combustibile deve essere riscaldato alla sua temperatura di accensione perché la combustione avvenga. La reazione continuerà finché ci sarà abbastanza calore, combustibile e ossigeno. Questo è conosciuto come il triangolo del fuoco.
La combustione è quando il combustibile reagisce con l’ossigeno per rilasciare energia termica. La combustione può essere lenta o veloce a seconda della quantità di ossigeno disponibile. La combustione che dà luogo a una fiamma è molto veloce e si chiama combustione. La combustione può avvenire solo tra gas.
Reazione chimica nel processo di combustione
I combustibili possono essere solidi, liquidi o gas. Durante la reazione chimica che produce il fuoco, il combustibile viene riscaldato a tal punto che (se non è già un gas) rilascia gas dalla sua superficie.
Solo i gas possono reagire nella combustione. I gas sono costituiti da molecole (gruppi di atomi). Quando questi gas sono abbastanza caldi, le molecole dei gas si rompono e i frammenti di molecole si ricongiungono con l’ossigeno dell’aria per formare nuove molecole di prodotto – molecole di acqua (H2O) e di anidride carbonica (CO2) – e altri prodotti se la combustione non è completa.
Il calore generato dalla reazione è ciò che sostiene il fuoco. Il calore della fiamma manterrà il combustibile rimanente alla temperatura di accensione. La fiamma accende i gas che vengono emessi, e il fuoco si diffonde. Finché c’è abbastanza combustibile e ossigeno, il fuoco continua a bruciare.
Combustibile + ossigeno (dall’aria) = prodotti della combustione (principalmente CO2 + H2O) + energia termica.
Combustione completa
Nella combustione completa, il combustibile che brucia produce solo acqua e anidride carbonica (niente fumo o altri prodotti). La fiamma è tipicamente blu. Perché questo accada, ci deve essere abbastanza ossigeno per combinarsi completamente con il gas combustibile.
Molti di noi usano il gas metano (CH4), comunemente noto come gas naturale, a casa per cucinare. Quando il gas viene riscaldato (da una fiamma o da una scintilla) e se c’è abbastanza ossigeno nell’atmosfera, le molecole si separano e si riformano totalmente come acqua e anidride carbonica.
| CH4(g) | + | 2O2(g) | + | calore | → | CO2(g) | + | 2H2O(g) | + | calore | |
| metano | + | ossigeno | + | + | calore | → | diossido di carbonio | + | acqua | + | calore |
Combustione incompleta
Se non c’è abbastanza ossigeno disponibile durante una reazione chimica, si verifica una combustione incompleta, e vengono prodotti prodotti come il carbonio (C) e il monossido di carbonio (CO), nonché acqua e anidride carbonica. Durante la combustione incompleta viene rilasciata meno energia termica rispetto alla combustione completa.
Nella combustione incompleta, la fiamma che brucia è tipicamente gialla o arancione e c’è fumo.