Tabla de Contenidos
İster doğum günü pastasını süslemek ister elektrik kesintisi sırasında ışık üretmek olsun, mumlar hala hayatımızın bir parçası. Bu fitilli parafin çubukları, alevi sürdürmek için yeterli fitil kalmayıncaya kadar veya neredeyse tüm mum tükenene kadar zaman geçtikçe tüketilme özelliğine sahiptir. Bu basit gözlem birkaç soruyu gündeme getiriyor:
- Mum mumuna ne olur?
- Mum kaybolana kadar neden yanar?
- Mum mumu nereye gidiyor?
Bu soruları cevaplamak için önce mumların neyden yapıldığını, yani aslında mum mumunun ne olduğunu anlamalıyız. Daha sonra, bir mum yakıp yaktığımızda meydana gelen hem fiziksel hem de kimyasal bir dizi işlemden bahsedeceğiz.
Mum mumu nedir?
Mum satın alan herkes, tüm mumların eşit yaratılmadığını fark edecektir. Genellikle boyalar eklenerek elde edildiği gibi, sadece farklı renklere sahip olmaları değil, aynı zamanda farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip olmalarıdır. Diğerlerinden daha sert olan bazı mumlar vardır, bazıları daha yarı saydamdır ve bazıları daha opaktır ve bazıları diğerlerinden daha yağlıdır. Bunun nedeni, tüm yelkenlerin tam olarak aynı malzemeden yapılmamasıdır.
Yeni başlayanlar için donyağı ve balmumu gibi doğal mumlardan yapılan mumlar varken, diğerleri petrolden elde edilen rafine mumlardan yapılır. Her iki durumda da ana bileşenlerden biri bir veya daha fazla katı parafinden oluşur.
parafin mumları
Parafin terimi, alkanların, yani doymuş hidrokarbonların ailesinin bilindiği eski bir isimdir.
Mum mumunda bulunan parafinler her zaman çok uzun zincirli hidrokarbonlardır (30 veya daha fazla karbon atomlu), neredeyse her zaman doğrusaldır (yani dallanmamış). Örneğin, hem doğal mumlarda hem de petrolden türetilen mumlarda bulunan bir parafin, C31H64 moleküler formülüne sahip, ventriacontane adı verilen 31 – karbonlu alkandır .
Doğal mumlar
Öte yandan, parafinlere ek olarak balmumu veya hayvan donyağı gibi doğal mumlar, yağ asidi esterleri ve hatta 20’den fazla karbonlu alkoller gibi diğer uzun zincirli organik bileşiklerin karmaşık bir karışımını da içerir.
Balmumunda bulunan bu bileşiklerden birine bir örnek, moleküler formülü C46H9202 olan ester triakontil heksadekanoattır . Bu ester, hekzadekanoik asit ( CH3 (CH2 ) 14COOH formülüne sahip bir yağ asidi) ile triakontil alkol ( CH3 (CH2 ) formülüne sahip 30 karbon atomlu doğrusal bir alkol) arasındaki yoğunlaştırma (veya esterleştirme) reaksiyonuyla oluşturulur. ) 29OH ).
Hayvan donyağı durumunda, genellikle büyük miktarlarda palmitik ve stearik asit esterleri içerir. Bununla birlikte, balmumunun özel bileşimi, bir hayvan türünden diğerine büyük ölçüde değişir.
Bir mum yaktığımızda ne olur?
Artık mumun ne olduğunu anladığımıza göre, bir mum yaktığımızda bu maddelere ne olduğunu anlamaya daha iyi hazırız. Öncelikle, olan her şeyin maddenin korunumu yasasına uygun olması gerektiği gerçeğini kabul etmeliyiz. Yani mumun tükendiğini gözlemlememiz, onu oluşturan atom ve moleküllerin yok olduğu değil, çıplak gözle göremeyeceğimiz bir hale dönüştüğü anlamına gelir.
Genel olarak fitili yakarken alevle uyguladığımız ateşin ısısının şu değişiklikleri yaptığını söyleyebiliriz:
- Balmumu katıdan sıvıya ve sonra gaza geçerken faz değişiklikleri meydana gelir.
- Hem tam hem de eksik yanma reaksiyonları, mumun bileşimine ve yanmanın meydana geldiği koşullara bağlı olarak meydana gelir.
Daha sonra, mumu yaktığımızda içindeki mum veya parafinin nereye gittiğini anlamak için bu işlemlerin her biri ayrıntılı olarak açıklanacaktır.
faz değişiklikleri
Bir mumu yaktığımızda ilk olarak fitil malzemesi yanmaya başlar ve bu ısı, yaktığımız alevin ısısıyla birlikte katı mumu eritir. Bunu, mumu yaktıktan kısa bir süre sonra mumun tepesinde küçük bir erimiş balmumu havuzu oluştuğundan kolayca doğrulayabiliriz.
Sıvı mum daha sonra fitili emer ve kılcallığın etkisiyle yükselir ve fitilin yanmasıyla oluşan aleve yaklaşır. Yükselip aleve yaklaştıkça, sıvı halden gaz haline geçerek ikinci bir faz değişimine girecek kadar ısınır.
tam yanma reaksiyonları
Gaz halindeyken, mumu oluşturan farklı maddeler bir yanma reaksiyonu yoluyla havadaki oksijenle reaksiyona girer. Sıcaklık yeterince yüksekse ve oksijen kaynağı yeterince yüksekse meydana gelen reaksiyon, bileşiğin tamamen karbondioksit ve suya oksitlendiği tam yanmadır.
Mum mumunun her bir bileşeninin kendine özgü yanma reaksiyonu vardır. Bununla birlikte, parafin, tümü aynı genel formüle ( CnH2n +2 ) sahip doymuş hidrokarbonlardan oluştuğu için , parafin mumlarının farklı bileşenlerinin yanma reaksiyonu için genel bir denklem yazabiliriz:
burada n, parafin veya alkandaki karbon atomlarının sayısını temsil eder. Aşağıdaki kimyasal denklem, bu tam yanma reaksiyonlarından birine, özellikle de bal mumunda ve birçok rafine parafinde bulunan ana parafinin, entriacontane’ın bir örneğini temsil eder.
Bunlar, alevin yoğun bir şekilde yandığını, neredeyse beyaz bir ışık ürettiğini ve herhangi bir duman üretmediğini gördüğümüzde, parafin veya mum mumunun farklı bileşenlerinde meydana gelen kimyasal reaksiyon türleridir. Özellikle rafine parafinlerden yapılan veralarda yaygındır, çünkü bunlar daha zor yanan başka bileşenler içermez.
tamamlanmamış yanma reaksiyonları
Havadaki oksijen miktarı sınırlı olduğunda, parafinlerin ve diğer mum bileşenlerinin yanması tamamlanmayabilir. Biri olan tam yanmanın aksine, eksik yanma reaksiyonları oksijenin mevcudiyetine bağlı olarak değişebilir.
Bazı durumlarda, hidrokarbonlar ve oksijenli organik bileşikler için mümkün olan en fazla oksitlenmiş ürün olan karbondioksit üretmek yerine, karbon monoksit (CO) üretilir. Yukarıdaki aynı parafine karşılık gelen reaksiyon:
Görsel olarak bu kısmi yanma ile tam yanma arasında ayrım yapmak mümkün değildir. Yani ikisi aynı anda oluyor olabilir ve biz farketmeyiz, çünkü hem karbondioksit hem de karbon monoksit renksiz gazlardır ve her iki durumda da oluşan su gaz halindedir ve biz de göremeyiz. Aslında, parafin çok oksijence zengin bir atmosferde yakılmadığı sürece, her iki reaksiyonun aynı anda meydana gelmesi olağandır.
Ancak çıplak gözle görebildiğimiz tamamlanmamış bir yanma reaksiyonu daha vardır. Dumanın üretildiği yer burasıdır. Diğer şeylerin yanı sıra, duman grafit formunda karbon içerir. Dumanı çok küçük katı parçacıklardan oluştuğu için görebiliriz. Hiç gaz değil. Bu nedenle, alevin ucundan çıkan ince bir siyah duman akışı gördüğümüzde, eksik yanmanın gerçekleştiğinden emin olabiliriz.
Bir duman akışının net olarak görülemediği durumlarda bile, tamamlanmamış yanma, alevin üzerine yerleştirilen herhangi bir nesnenin yüzeyindeki siyah lekeler ile açıkça kendini gösterir.
Çözüm
Mum yandığında mum nereye gider sorusunun cevabını bu noktada şimdiden verebiliriz. Yanma başladıktan sonra, parafin ve mumun diğer bileşenleri havadaki oksijenle yanarak kendilerini karbondioksit, karbon monoksit, karbon veya diğer tamamlanmamış yanma ürünleri ve ayrıca su buharına dönüştürür. Su buharı gibi ilk iki ürün gazdır ve atmosferde dağılır.
Öte yandan, mumun elementel karbona veya eksik yanmanın başka bir katı ürününe dönüşen kısmı, alevden gelen sıcak hava akımlarıyla taşınarak başlangıçta yükselir, ancak soğuduğunda düşer. ve tüm bu ürünler havadan çok daha yoğun oldukları için karşılaştıkları ilk yüzeyde çökelirler.
Parafinin bir kısmının, herhangi bir yanma reaksiyonuna girmeyen buhar şeklinde de kaybolabileceğine ve soğutulduğunda bu buharın hızla yoğunlaşarak bulduğu herhangi bir yüzeyde biriktiğine dikkat edilmelidir. Bu, özellikle alevin söndüğü anda fark edilir.
Yanma reaksiyonu durduktan hemen sonra, ondan kalan ısı, buhar olarak yükselen ve hızla yoğunlaşarak çıplak gözle görülebilen hafif beyaz bir buğu oluşturan parafinin bir kısmını buharlaştırmaya devam eder. Bu küçük parafin akışı, fitilin birkaç inç yukarısından bir kibrit veya çakmakla kolayca tutuşabilir ve alev, tıpkı sihir gibi mumu tekrar yakmak için aşağı doğru hareket eder.
Referanslar
Carey, F. (2021). Organik Kimya (9. baskı ). MCGRAW HILL EĞİTİMİ.
Chang, R. (2021). Kimya (11. baskı ). MCGRAW HILL EĞİTİMİ.
del Fresno, JS (2016, 27 Eylül). MUMLAR VE MUMLAR, KİMYASAL BİR VİZYON . Ortak Bilim https://cienciaencomun.wordpress.com/2016/03/14/quimica-ceras/
Parra, S. (2017, 8 Mart). Yanan bir mumdan çıkan tüm balmumu nereye gider? Xataka Bilimi. https://www.xatakaciencia.com/sabias-que/donde-va-a-parar-toda-la-cera-de-una-vela-que-arde
