Acea lână de oțel zgâriată care vă curăță tigăile murdare este mai mult decât harnică; este absolut magnifică atunci când este aprinsă, așa cum a arătat utilizatorul Reddit ChazDodge într-un videoclip recent care face ca puful de oțel ondulat și arzând să arate ca moartea planetei Krypton.
Deși nu este o explozie cauzată de o reacție nucleară în lanț – à la Krypton – spectacolul de lumină creat de lâna de oțel în flăcări rezultă din oxidarea de mare viteză.
Iată cum funcționează: Ori de câte ori ceva arde, vedeți oxidare. Asta înseamnă că un atom, o moleculă sau un ion pierde unul sau mai mulți electroni. Rugina, de exemplu, apare atunci când oxigenul lovește fierul, iar în acest proces fierul pierde electroni și formează oxid de fier. Rugina este o versiune lentă a reacției observate în postarea de pe Reddit a benzilor de metal care ard (se oxidează) și care alcătuiesc lâna de oțel.
Și totuși, ne folosim ustensilele de gătit din oțel inoxidabil (care conține fier) fără să ne așteptăm ca acestea să ia foc de la o scânteie rătăcită. Ce se întâmplă?
Motivul pentru care un bloc de fier precum o ustensilă nu ia foc este că suprafața este mică, în raport cu volumul, a declarat Jason Benedict, profesor asociat de chimie la Universitatea din Buffalo, pentru Live Science. Ruginirea fierului generează de fapt ceva căldură în reacție, dar este o cantitate foarte mică. În plus, un bloc mare de fier poate absorbi și disipa o mare parte din această energie termică înainte ca temperatura blocului să crească. (Puteți vedea acest efect la încălzirea unei linguri de metal atunci când amestecați pastele fierbinți – o lingură mică devine foarte repede prea fierbinte pentru a o ține în mână, în timp ce o lingură mai mare are nevoie de mai mult timp).
Lâna de oțel, pe de altă parte, este făcută din multe fire subțiri, și astfel mult mai mulți atomi de fier sunt în contact cu oxigenul din aer. Când adăugați căldură (ca de la o flacără), adăugați energie fierului, iar acest lucru face ca fierul să aibă mai multe șanse de a reacționa cu alte elemente.
„Când adăugați căldură, depășiți o barieră energetică pentru a face ca reacția să aibă loc mai repede”, a spus Benedict. Odată ce reacția se declanșează, și pentru că ea însăși generează căldură, încălzește atomii vecini. Într-un bloc de fier, căldura se disipează către mulți alți atomi de fier. Dar într-o fibră subțire de fier, există mai puțin material solid care să o absoarbă (aerul absoarbe căldura, dar mult mai eficient decât solidele), așa că aceasta continuă să ardă. Produsul arderii sunt bucățele de rugină, sau oxid de fier, la fel cum produsul arderii lemnului este cenușa neagră (sau carbonul).
Contactul cu oxigenul este crucial pentru cât de repede și cât de fierbinte arde fierul din lâna de oțel – un mediu cu oxigen pur face ca flăcările să fie mult mai fierbinți, iar fierul arde mai repede. (În timp ce lâna de oțel este adesea acoperită cu alte substanțe chimice – săpun sub formă de praf, de exemplu – doar fierul arde și se amestecă cu oxigenul).
Aerul are doar 20 la sută sau cam așa ceva oxigen, așa că arderea are loc la un fel de jumătate de viteză care arată ca un fitil de dinamită din desene animate. Asta este ceea ce se întâmplă în videoclip – există suficient oxigen pentru a arde fierul, dar nu suficient pentru a-l face să ia foc deodată. Din nou, se poate face o analogie cu lemnul: Suflați pe o flacără mică și oxigenul suplimentar poate face ca lemnul să ardă mai repede, în timp ce, dacă închideți orificiile de aerisire ale unei sobe de lemn de modă veche, focul se reduce la cărbuni incandescenți și arde mai încet.
Acesta este, de asemenea, motivul pentru care pulberile metalice ard ușor și astfel sunt folosite la sudură. Termita este un bun exemplu – termita este un amestec de pulbere de fier și aluminiu care, atunci când este încălzită suficient, va începe să reacționeze cu oxigenul și să ardă la o temperatură ridicată – suficient pentru a topi metalul și a suda. Termite apare, de asemenea, pe 4 iulie – este un ingredient din substanța care acoperă brichetele.
Nota editorului: Acest articol a fost actualizat pentru a indica faptul că oxidarea este pierderea de electroni, nu câștigarea de oxigen, așa cum se afirmase anterior.
Publicat inițial pe Live Science.
Știri recente