Az a karcos acélgyapot, amivel a koszos serpenyőket tisztítod, több mint szorgalmas; teljesen pompás, ha meggyújtják, ahogy ChazDodge Reddit felhasználó megmutatta egy friss videóban, amiben a drótos, égő pamacs úgy néz ki, mint a Kripton bolygó halála.
Noha nem nukleáris láncreakció okozta robbanásról van szó – à la Krypton -, az égő acélgyapot által létrehozott fényjáték a nagy sebességű oxidáció eredménye.
Íme, hogyan működik: Bármikor, amikor valami ég, akkor oxidációt látunk. Ez azt jelenti, hogy egy atom, molekula vagy ion elveszít egy vagy több elektront. A rozsda például akkor keletkezik, amikor az oxigén vasat ér, és a folyamat során a vas elektronokat veszít, és vasoxidot képez. A rozsdásodás az acélgyapotot alkotó égő (oxidálódó) fémcsíkok Reddit-posztjában látható reakció lassú változata.
Mégis úgy használjuk a rozsdamentes acélból (ami vasat tartalmaz) készült főzőedényeinket, hogy nem számítunk arra, hogy egy kósza szikrától lángra kapnak. Mi az oka?
Azért nem gyullad ki egy olyan vastömb, mint egy edény, mert a felület kicsi a térfogatához képest, mondta Jason Benedict, a Buffalói Egyetem vegyészprofesszora a Live Science-nek. A rozsdásodó vas valóban termel némi hőt a reakció során, de ez nagyon kis mennyiség. Ráadásul egy nagy vastömb sok hőenergiát képes elnyelni és eloszlatni, mielőtt a tömb hőmérséklete megemelkedne. (Ezt a hatást láthatjuk egy fémkanál felmelegedésénél, amikor forró tésztát keverünk – egy kicsi kanál nagyon gyorsan túl forró lesz ahhoz, hogy megfogjuk, míg egy nagyobb kanálnak több időbe telik.)
Az acélgyapjú viszont sok vékony szálból áll, és így sokkal több vasatom érintkezik a levegő oxigénjével. Amikor hőt adunk hozzá (például egy lángból), energiát adunk a vasnak, és ettől a vas nagyobb valószínűséggel lép reakcióba más elemekkel.
“Amikor hőt adunk hozzá, egy energiahatárt győzünk le, hogy a reakció gyorsabban menjen végbe” – mondta Benedict. Amint ez a reakció beindul, és mivel maga is hőt termel, felmelegíti a szomszédos atomokat. Egy vastömbben a hő sok más vasatomra oszlik el. Egy vékony vasszálban azonban kevesebb szilárd anyag van, amely elnyeli a hőt (a levegő elnyeli a hőt, de sokkal hatékonyabban, mint a szilárd anyagok), így az tovább ég. Az égés terméke rozsdadarabok, vagyis vasoxid, ahogyan a fa égésének terméke a fekete hamu (vagyis a szén).
Az oxigénnel való érintkezés döntő fontosságú abban, hogy az acélgyapotban lévő vas milyen gyorsan és milyen forrón ég – a tiszta oxigénes környezetben a lángok sokkal forróbbak, és a vas gyorsabban ég. (Miközben az acélgyapotot gyakran más vegyi anyagokkal – például szappanporral – borítják, csak a vas ég és keveredik az oxigénnel).
A levegőnek csak körülbelül 20 százaléka oxigén, így az égés egyfajta félsebességgel történik, ami úgy néz ki, mint egy rajzfilmes dinamitgyújtó. Ez történik a videón is – van elég oxigén ahhoz, hogy a vas elégjen, de ahhoz nem elég, hogy egyszerre lángra lobbanjon. Ismét analógiát lehet vonni a fával: Fújjon rá egy kis lángra, és az extra oxigén hatására a fa gyorsabban ég, míg ha egy régimódi fatüzelésű kályhán elzárja a szellőzőnyílásokat, a tűz izzó parázzsá alszik, és lassabban ég.
Ez az oka annak is, hogy a porfémek könnyen égnek, és ezért használják őket a hegesztésben. A termit jó példa erre – a termit vas- és alumíniumpor keveréke, amit ha eléggé felmelegítenek, akkor elkezd reagálni az oxigénnel és magas hőmérsékleten égni – eléggé ahhoz, hogy megolvassza a fémet és hegeszteni tudjon. A termit a július negyedikén is felbukkan – ez az egyik összetevője annak az anyagnak, amellyel a csillagszórókat bevonják.
Szerkesztői megjegyzés: Ezt a cikket frissítettük, hogy jelezzük, hogy az oxidáció az elektronok elvesztését jelenti, nem pedig az oxigén felvételét, ahogy korábban állt.
Eredetileg a Live Science-en jelent meg.
Újabb hírek