Le fiamme colorate sono un trucco abbagliante usato dagli artisti del fuoco, nei fuochi d’artificio e come un modo per ravvivare i falò. Anche il colore emesso da una sostanza che brucia è importante in laboratorio poiché l’intero spettro di luce può essere esposto dalle fiamme a seconda della temperatura della fiamma e delle sostanze chimiche che vengono bruciate. Scopriremo i 9 diversi colori delle fiamme e perché accade ora.
Perché ci sono diversi colori di fiamme?
Le fiamme di colore diverso vengono prodotte bruciando sostanze specifiche.
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Le fiamme sono un processo di qualcosa che si combina rapidamente con l’ossigeno e brucia. Ciò è causato da una reazione esotermica, il che significa che la combinazione di ossigeno (O) e sostanze in fiamme rilascia energia nell’ambiente circostante. La combustione crea luce e calore attraverso questo rilascio di energia.
La temperatura e il colore delle fiamme dipendono da ciò che sta bruciando. Maggiore è il calore al quale una sostanza viene bruciata fa parte della determinazione del colore della fiamma.
All’interno degli incendi comunemente visti, le fiamme più calde bruciano blu. Quando il calore scende di temperatura, le fiamme appaiono bianche, gialle, arancioni, rosso vivo e poi rosso scuro. Bruciare cose specifiche alla giusta temperatura nella giusta situazione crea fiamme con nuovi colori come il rosa, il verde e il nero.
Quando un atomo viene riscaldato, i suoi elettroni saltano a un livello di energia più alto rispetto a dove esistono naturalmente. Questo perché l’energia termica del calore diventa energia cinetica e fa accelerare gli elettroni.
Questa accelerazione è abbastanza drammatica da spingere gli elettroni in un orbitale più alto di quello in cui si trovano di solito. Quando questi elettroni eccitati cadono dal loro orbitale più alto al loro orbitale normale, emettono un fotone.
Questi protoni specifici sono spesso percepiti come luce dagli esseri umani. A seconda della sostanza, è necessaria una certa quantità di calore per produrre luce. Questa luce varia in base a ciò che sta bruciando.
1. Alla scoperta delle Fiamme Bianche
La combustione del sale Epsom, che contiene magnesio, crea fiamme bianche.
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Quando il magnesio (Mg) brucia, crea luce bianca. Quando le sostanze contenenti berillio (Be) vengono bruciate, creano anche una fiamma bianca.
Solfato di magnesio (MgSO4), noto anche come sale Epsom, è la sostanza più comunemente bruciata quando si desidera il fuoco bianco al di fuori di un laboratorio. Tuttavia, bruciare il sale Epsom su un fuoco di legna non produrrà una fiamma bianca perché la fiamma bianca è sopraffatta dal colore della combustione degli idrocarburi presenti.
Per ottenere una fiamma bianca mentre si brucia il sale Epsom, il fuoco iniziale deve essere alimentato da qualcosa che è praticamente invisibile quando viene bruciato. Queste sostanze includono etanolo, metanolo e alcol isopropilico. Questo è il modo in cui la maggior parte del fuoco bianco viene creata dagli artisti del fuoco.
2. Alla scoperta delle Fiamme Blu
Le fiamme blu sono la parte più calda delle fiamme comuni.
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La manipolazione intenzionale delle fiamme affinché appaiano blu viene eseguita bruciando cloruro rameoso (CuCl) o più comunemente butano (C4H10). La presenza di arsenico (As) produrrà una fiamma blu e la combustione del germanio (Ge) crea una fiamma blu pallido.
Comprendere le fiamme blu è di particolare interesse quando si parla di antincendio. Nel legno fumante, la superficie dell’oggetto in fiamme è compresa tra 842 e 1292 gradi Fahrenheit.
Quando viene superato il massimo di questo intervallo, il calore irradiato dall’oggetto fumante crea una breve fiamma blu che abbraccia la superficie fumante. Questo è un esempio di combustione di idrocarburi in un ambiente unico, e affinché il legno diventi così caldo, la superficie deve essere carbone fumante. Le fiamme blu al di fuori di questa situazione di solito non appaiono fino a quando un oggetto non è di almeno 2600 gradi Fahrenheit.
Queste fiamme blu si verificano perché è stato superato un livello critico di radiazione che rende l’ambiente circostante molto più caldo dell’oggetto infiammabile stesso. Questa fiamma blu è ciò che provoca la diffusione della maggior parte degli incendi domestici e degli incendi poiché è causata dall’irradiazione. Ciò significa che quando un fuoco brucia, riscalda gli oggetti circostanti al punto che iniziano a fiammeggiare in modo indipendente. Queste fiamme indipendenti iniziano come una fiamma blu bassa.
3. Alla scoperta delle Fiamme Gialle
La maggior parte degli incendi sono prevalentemente gialli.
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Le fiamme gialle sono le fiamme più comuni create dall’uomo. È il colore predominante visto nei falò e nelle fiamme delle candele. Un tipico fuoco giallo inizia a bruciare a 2100 gradi Fahrenheit.
Gli elementi più comuni trovati nelle molecole che creano queste fiamme gialle sono il ferro (Fe) e il sodio (Na). La fiamma del sodio è così brillante da sopraffare i colori prodotti da altri composti che stanno bruciando. Questo fa apparire gialla la maggior parte del fuoco.
4. Alla scoperta delle fiamme arancioni
Gli incendi sono comunemente associati al colore arancione.
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L’arancione è uno dei colori comunemente associati al fuoco. Questo perché la maggior parte degli incendi brucia una fonte di idrocarburi come legno o carbone. Quando il carbonio (C) brucia, appare arancione brillante.
Quando l’arancia viene creata artificialmente da esperti pirotecnici, la sostanza chimica solitamente utilizzata è il cloruro di calcio (CaCl2). I chimici creano fiamme arancioni quando bruciano lo scandio (Sc).
5. Alla scoperta delle fiamme rosse
I fuochi d’artificio rossi vengono solitamente creati con cloruro di stronzio o nitrato di stronzio.
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In casi come i fuochi d’artificio in cui si vede il rosso, le sostanze chimiche che molto probabilmente causano questo colore sono il cloruro di stronzio (SrCl2) o nitrato di stronzio (Sr(NO3)2). Anche il cadmio (Cd) brucia rosso mattone mentre il mercurio (Hg) crea una fiamma rossa.
Il carminio viene creato quando vengono bruciate sostanze contenenti litio (Li). Il carminio è quasi un colore cremisi, sebbene sia leggermente più rosso. Il cremisi si ottiene anche quando le molecole di radio (Ra) vengono bruciate.
6. Alla scoperta delle Fiamme Verdi
Il borace e il solfato di rame sono sostanze chimiche comuni bruciate per produrre fiamme verdi.
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Bruciare solfato di rame (CuSO4) o acido borico (B(OH)3) crea fiamme verdi. La presenza di una sostanza contenente bario (Ba) produce una fiamma verde pallido. Le molecole di tungsteno (W) nei laboratori bruciano di colore verde.
Il borato di sodio, comunemente noto come borace, crea una fiamma verde nonostante la reputazione del sodio di soffocare altri colori con il giallo. Questo perché il boro rilascia più energia del sodio quando i suoi elettroni tornano a uno stato meno eccitato.
7. Alla scoperta delle fiamme viola e perché accade
Il viola non è nello spettro dei colori, quindi la luce blu e rossa si mescola per creare il viola.
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Le fiamme viola sono uniche poiché il viola non è un colore emesso naturalmente. Non è nello spettro dei colori ed è il risultato della miscelazione di due colori. La luce blu e la luce rossa mescolate creano ciò che percepiamo come viola.
Il viola non è un colore che può essere creato su un fuoco a legna poiché il giallo nel sodio avrà la meglio su qualsiasi colore viola creato. Cloruro di potassio (KCl) o nitrato di stronzio (Sr(NO3)2) creano un fuoco viola e devono essere bruciati su un fuoco blu creato sfregando alcool, etanolo, liquido per accendini o propano affinché il viola sia visibile. Il nitrato di stronzio è anche usato per creare fiamme rosse nei comuni fuochi gialli.
8. Alla scoperta delle Fiamme Rosa e perché accade
Il rosa è un colore comunemente usato dai professionisti pirotecnici anche se non è nello spettro dei colori.
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Come il fuoco viola, il rosa non è un colore nello spettro dei colori. Per ottenere le fiamme rosa, le fiamme rosse e bianche vengono combinate in modo che le loro lunghezze d’onda bianche si combinino in modo da farci percepire il colore rosa.
La combustione del cloruro di litio (LiCl) crea una fiamma rosa quando viene bruciata da una sostanza contenente magnesio. Miscele di nitrato di stronzio e nitrato di potassio (KNO3) bruciati con metanolo sono più comunemente usati dai professionisti pirotecnici perché questi ingredienti sono più facili da ottenere.
9. Alla scoperta delle Fiamme Nere e perché accade
La luce delle lampade al sodio a bassa pressione è necessaria per creare fiamme nere.
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Il nero è un altro colore non creato naturalmente dalle lunghezze d’onda della luce sullo spettro dei colori. Deve essere manipolato in esistenza combinando le lunghezze d’onda di più colori di luce, o appare in assenza di luce. Il fuoco nero è uno dei colori più complicati da ottenere, quindi non è molto usato nel mondo ordinario.
Come creare una fiamma nera
Per creare una fiamma nera è necessaria una lampada al sodio a bassa pressione. Queste lampade contengono sodio metallico all’interno del bulbo che viene vaporizzato. Questo produce una luce gialla come quella comunemente vista sull’illuminazione stradale o illuminando i sottopassaggi dei ponti.
È necessaria una fiamma incolore creata bruciando metanolo, etanolo o alcol denaturato. Una volta creata la fiamma, l’acqua salata viene gocciolata sulla fiamma. Questo crea un familiare fuoco giallo, ma la sua intensità non è la stessa di quella creata dal legno o dalle candele. Ciò significa che il giallo sarà sopraffatto da altre lunghezze d’onda della luce di colore introdotte.
Questo fuoco ad alcool e acqua salata deve essere creato in un ambiente privo di altra luce oltre a quella creata da una lampada al sodio a bassa pressione. Quando il sodio viene aggiunto alla fiamma chiara, il giallo del giallo dominante dell’ambiente creato dalla lampada assorbe il giallo creato dal sodio ardente della fiamma. Questo fa apparire la fiamma nera in assenza della luce della fiamma.
