Er is een duidelijk verschil tussen kleuren die door gloeien ontstaan en kleuren die zichtbaar worden door spectrale eigenschappen.
1. Wanneer een stof verhit wordt, zal afhankelijk van de temperatuur straling worden uitgezonden. Bij lagere temperatuur vrijwel uitsluitend warmtestraling, bij hogere temperaturen ook zichtbaar licht. Er is een continu spectrum van straling met een top die verschuift met de temperatuur. Bij straling van de zon, bij ongeveer 6000 graden, ligt de top midden in het zichtbare gebied (groen).
Die verschuiving is waarneembaar als we de temperatuur van een gloeiend voorwerp opvoeren: eerst wordt een rood gloeien zichtbaar, vervolgens oranje, geel en uiteindelijk "wit". Bij 1000 graden zitten we al aardig in het wit-gele gebied.
Met enige ervaring is de temperatuur aardig ruw te schatten aan de hand van de kleur.
Dit fenomeen doet zich voor bij het geel kleuren van vlammen; daarbij kan het om een kaars of een houtvuur gaan, maar ook om een gasvlam waarin te weinig zuurstof wordt aangevoerd. Om dit te voorkomen wordt in een gaspit van een sproeier geplaatst, waarmee een goede menging met lucht, en dus zuurstof, wordt bewerkstelligd. De gasvlam brandt blauw, met een helder blauwe kern en een zwakker blauwe tot paarsblauwe buitenrand.
De temperatuur is in de buitenrand het hoogst en kan bij aardgas oplopen tot plm 1300 graden. Bij acetyleen tot 1800 graden.
Wat gebeurt er nu als er te weinig zuurstof is (bijgemengd)? De vlam krijgt andere kleuren en kan zelfs witgeel worden. Dit wordt veroorzaakt doordat bij onvolledige verbranding roetdeeltjes ontstaan; de roetdeeltjes zijn gloeiend heet en zenden daarbij warmte- en lichtstraling uit. We nemen dat waar als een wit-gele kleur. Het zal gaan om temperaturen tussen 600 en 800 graden (natte vingerwerk).
In principe zou het mogelijk zijn dat in een gasvlam, die goed functioneert, van buitenaf roetdeeltjes worden toegevoerd, zoals eerder gesuggereerd. Deze deeltjes zouden in de gasvlam snel tot hoge temperatuur verhit worden en in hetzelfde proces mee verbranden in het gas. In welke mate er gloeien van de roetdeeltjes optreedt zou ik niet kunnen zeggen. Wel is duidelijk dat de gasvlam zeer heet is; in geval van gloeien van de roetdeeltjes zou dit een geel-witte kleur zouden geven.
2. Wanneer een mineraal wordt verhit zal vanaf een bepaalde temperatuur emissie van straling optreden. Dit houdt, zo leert ons de fysica, verband met de elektronenconfiguratie van de metaalatomen. Bij hoge temperatuur worden elektronen door de toegeleverde energie gedwongen naar een energierijkere baan te springen. Dus niet continu energie opnemen, maar een nieuwe energetische toestand aannemen.
Deze "opgefokte" elektronen springen echte gemakkelijk weer terug in hun oude baan. En dat verspringen gaat gepaard met een kenmerkende energiesprong en levert op dat moment een pakketje straling (foton) af met een kenmerkende golflengte. Kenmerkend wil zeggen: ieder element vertoont zijn kenmerkende straling.
En: de golflengte, en dus de kleur, van deze straling is onafhankelijk van de temperatuur. Ieder metaal heeft zijn eigen vaste lijnen in het spectrum en zo zijn eigen kleur bij deze soort gedwongen emissie.
Natrium: geel; Calcium: rood ; Barium: groen en Kalium: roze. En die kleur verandert niet afhankelijk van de temperatuur van de vlam.
3. De conclusie van dit hele verhaal is, dat roet een gele tot witgele kleur zal geven. Zeker als roet terecht komt in zo'n hete gasvlam. Spectrale emissie van zouten geeft andere kleuren. Het geel van natrium zit ook meer tegen oranje aan dan tegen het witgeel van gloeiend roet.
4. Op diverse fora kom je discussies tegen over verkleurende gasvlammen in geval van werkende vochtverstuivers. Ik heb de juiste oplossing nog nergens gezien, terwijl het voor een chemicus een voor de hand liggende verklaring is.
Googel maar eens op "gasvlam" of "gasvlam brandt geel". Men zoekt als maar in de richting van zuurstof tekort en wringt zich in bochten om dat zuurstoftekort te verklaren. Je zou haast denken dat daar een gevaar loert. Ik denk dat een eventueel gevaar ergens anders ligt: die zoutdeeltjes adem je ook de hele dag in; dat kan toch niet gezond zijn, zou je zeggen.
Groet,
Cees
Quote selectie