¿De qué color es el fuego?





¿De qué color es el fuego?


Supongo que no soy el único que alguna vez se ha quedado mirando una hoguera casi hipnotizado por el contoneo de las llamas. Es un bonito espectáculo, que puede serlo en distintos colores.

Todos nos hacemos una idea de lo que supone el fuego para la civilización humana. Se hace difícil imaginar que sería de la humanidad sin él. Pero, ¿Qué es el fuego? ¿En que consisten las llamas? ¿Pueden ser de distintos colores? ¿Por qué?

fuego


Los primeros químicos creían que el fuego se causaba por la liberación de una sustancia, el flogisto, que se encontraba en los combustibles naturales. Pero las observaciones realizadas desde finales del siglo XVII revelaron un ingrediente decididamente menos misterioso: el oxigeno.

fisica


El fuego no es más que una reacción química que libera luz y calor. En realidad es una reacción química de oxidación – reducción fuertemente exotérmica (es decir, que desprende calor), siendo los reactivos el oxidante y el reductor.

En otros términos, al reductor se le denomina combustible y al oxidante comburente. El comburente será normalmente el oxigeno atmosférico, si bien no tiene por qué ser el único. En una reacción de oxidación-reducción siempre hay un compuesto que cede electrones (el oxidante) y otro compuesto que los acepta (el reductor).

quimica


Podemos definir al fuego como un proceso de combustión caracterizado por una reacción química de oxidación (desde el punto de vista del combustible) de suficiente intensidad para emitir luz y calor y en muchos casos, llama (aunque no siempre). Esta reacción se produce a temperatura elevada y evolución de suficiente calor como para mantener la mínima temperatura necesaria para que la combustión continúe. Los valores que alcanza la temperatura de combustión dependen en gran parte de la naturaleza de los combustibles utilizados, pudiendo variar desde los 1.039 °C para algunos alcoholes hasta más de 1.700 °C para algunos metales que entran en combustión, como ser el Magnesio, Aluminio, etc.



¿Qué es la llama? Cuando se produce la combustión de un elemento inflamable en una atmósfera rica en oxígeno, se observa una emisión de luz, que puede llegar a ser intensa, denominada llama. Todas las reacciones de combustión son muy exotérmicas y desprenden gran cantidad de energía en forma de calor. La llama es provocada por la emisión de energía de los átomos de algunas partículas que se encuentran en los gases de la combustión, al ser excitados por el intenso calor generado en este tipo de reacciones.



Veamos esto de una forma simplificada. Un átomo consta de un núcleo (con protones y neutrones) y alrededor de dicho núcleo encontramos a los electrones "orbitando" alrededor del núcleo. En realidad no lo hacen como lo harían los planetas, es mucho más complicado, pero nos servirá como analogía.

Supongamos que tenemos a los electrones orbitando alrededor del núcleo, ahora bien, los electrones no pueden estar a cualquier distancia del núcleo, tienen que estar en unas órbitas definidas. Es como cuando colocamos libros en una estantería, no los podemos colocar entre dos estanterías o lo colocamos en una o en otra pero no en medio.

combustibles


llamas


¿Pueden pasar los electrones de una órbita a otra más alejada del núcleo? Pues la respuesta es afirmativa, pero para que eso ocurra deben obtener energía de algún sitio, además una cantidad de energía en particular ni más ni menos. Dicha energía la absorben mediante paquetes de energía denominados fotones. Ahora bien, estos electrones que han pasado a una órbita más lejana no durarán mucho allí, volverán a órbitas más cernas al núcleo y en ese regreso, emitirán la energía que les sobra en forma también de fotones.

Cómo resultado el átomo emite luz, pero cada átomo tiene restringida la emisión de luz a unas emisiones en particular, no a cualquiera, con lo que veremos luz (y por tanto la llama) de distintos colores.



Los vapores de ciertos elementos imparten un color característico a la llama. Esta propiedad es usada en la identificación de varios elementos metálicos como sodio, calcio, etc.. La coloración en la llama es causada por un cambio en los niveles de energía de algunos electrones de los átomos de los elementos. Para un elemento particular la coloración de la llama es siempre la misma, independientemente de si el elemento se encuentra en estado libre o combinado con otros.

¿De qué color es el fuego?


El culpable de que veamos la luz de distinto color es nuestro cerebro que hace que la información frecuencia de la luz se convierta en color. Veamos algunos ejemplos de colores según el elemento que se encuentra en la llama.

fuego


Algunos ejemplos gráficos.

fisica


quimica


También es cierto que el color de la llama no sólo depende de los elementos que estén en ella, sino también de la cantidad de oxigeno y condiciones de gravedad que tengamos. Veamos un ejemplo espacial.

Debido a la casi total ausencia de gravedad, se comporta de una forma completamente diferente a la que nos tiene acostumbrados en la Tierra. La llama, en vez de tener la típica forma alargada, adquiere una forma esférica y un pálido color azulado.En la Tierra, los gases calientes, al ser más ligeros que el aire frío que los rodea, se elevan provocando una corriente de convección que le da a la llama su forma alargada. El aire frío queda atrapado en la base de la mecha y proporciona el oxígeno suficiente para mantener la llama ardiendo.

En condiciones de ingravidez, en cambio, el gas caliente no es más ligero que el aire frío y no se produce la convección. El resultado es una pequeña, casi invisible, llama esférica. Al no haber circulación de aire tampoco hay renovación de oxígeno, de manera que la llama se apagará en cuanto haya consumido el oxígeno contenido en la esfera.

combustibles


El color de la llama también se ve alterado. En la Tierra, las partículas de hollín que se desprenden hacia arriba le dan un color amarillento, mientras que en microgravedad la combustión es tan eficiente y rápida que apenas se produce hollín. Esta llama, en consecuencia, es más azulada en el espacio.