Waarom brandt vuur ?

Waarom brandt vuur ?

Niets beter dan tijdens koude winterdagen voor de open haard te zitten met een tas warme choco. Maar waar komt al die hitte en dat licht vandaan? En wat gebeurt er eigenlijk met al het hout dat we erop gooien? Hoog tijd om de romantiek wat af te schudden en ons haardvuur te zien voor wat het écht is: een simpele chemische reactie. Welke? Dat vissen we nu samen uit. Lees je mee?

Wat is vuur?

Jouw gezellige haardvuur is dus een reactie tussen twee elementen: hout en zuurstof. Maar zoals je weet vliegt een houten blok niet spontaan in brand als je hem aan lucht blootstelt. Daarvoor heb je warmte nodig. Veel warmte. Heel veel warmte. Want pas als je houten blokken een temperatuur van 250 graden Celsius bereiken, vliegen ze in brand.

Dit is wat er gebeurt: de koolstofatomen van het hout gaan zich door de immense hitte plots reorganiseren met de zuurstofatomen in de lucht. Samen vormen ze een nieuwe molecule in de vorm van gas: CO2. Dat vliegt de schouw uit, net zoals de waterstofatomen die verdampen dankzij de warmte. En nu komt het: de energie die tijdens het bewegen van al die atomen vrijkomt ken jij als vuur: licht en warmte.

Uit wat bestaat het as dat blijft liggen dan?

Op de plek waar jouw haard- of kampvuur was, ligt de dag nadien enkel nog een hoopje grijs stof. Die assen zijn de koolstofmoleculen van het hout die net niet warm genoeg werden zodat hun atomen zich zouden reorganiseren. Zij koelden terug af en bleven over.

Wetenschappers noemen dit een onvolledige verbranding. Dat gebeurt bijvoorbeeld als er te weinig zuurstof aanwezig is. Of wanneer het hout te vochtig is, waardoor de temperatuur niet zo hoog kan oplopen. Dan gebeurt de chemische reactie niet zoals het hoort en komen er reststoffen vrij: koolwaterstoffen, CO en onverbrande koolstofdeeltjes. Dat laatste zijn de assen die blijven liggen.

Het roet dat zich op de binnenkant van de schouw afzet is trouwens net hetzelfde als het as, maar dan veel kleiner.

Moet je vuur altijd aansteken met vuur?

Natuurlijk steek je vuur het snelst aan met ander vuur. Dat gaat gemakkelijk, met de warmte die vrijkomt tijdens de reactie. Maar iets doen branden kan ook op andere manieren, zoals wrijving. Als je je handen over elkaar wrijft, worden ze warm. Dat is niet anders bij hout. Als je twee houtjes lang genoeg tegen elkaar wrijft, komt er zo veel warmte vrij dat het hout in brand vliegt. Maar het kan ook simpeler: steek het stuk hout in een oven van 250 graden Celcius en het begint ook te branden.

Zo heeft elke stof een ontbrandingstemperatuur. Een luciferkopje - dat uit zwavel bestaat - ontbrandt bij een temperatuur van 160° C. Papier en hout bij 250°C. Een teflonpan heeft wel 600°C nodig om in vlammen op te gaan. Daarom brandt je eten er dus niet gemakkelijk in aan.

Kijk naar de video (niet thuis uittesten!)

 

Wil je meer weten? Dan klik hier.

Waar komen de verschillende kleuren in vuur vandaan? 

Dat gloeiend heet ijzer wit ziet en een vlammetje van blauw tot geel, heeft alles te maken met de concentratie aan atomen in het materiaal dat brandt. Want hoe meer koolstofatomen tegelijk reageren met zuurstofatomen, hoe feller de reactie en dus hoe meer licht er te zien is.

Heel veel lichtstralen samen, geven fel wit of blauw licht. Dit is het heetste deel van de vlam, want de verbranding is daar het meest compleet. Hoe zwakker de chemische reactie, hoe minder licht er ontstaat. Het topje van een vlam ziet daarom vooral geel en opgebrande kolen krijgen een rode kleur.

Waarom blijft vuur niet oneindig branden?

Vuur heeft nood aan een grondstof: het hout in je kampvuur, je haren als je te dicht bij je aansteker komt, … je moet iets hebben om op te branden. Anders heb je geen brand.

Moest je je kampvuur tot in het oneindige van hout voorzien, zou het  eeuwig branden, zonder er verder nog een lucifer voor te gebruiken. Maar zodra één van de elementen niet meer aangevoerd wordt, is er geen chemische reactie meer en dus ook geen licht en warmte meer. Je vuur dooft dan stilletjes uit.

Loopt je vuurtje uit de hand? Dan moet je blussen. En dat betekent eigenlijk: ervoor zorgen dat een van de drie elementen van het vuur niet meer aanwezig is: de grondstof, de hitte of de zuurstof. Wachten tot het hout opgebrand is, duurt te lang. Maar je kunt de chemische reactie wel koelen met water. Of de zuurstofatomen van de koolstofatomen scheiden: leg er een branddeken over, strooi zand of spuit schuim over het vuur. Een vlammetje kun je zelfs doven door er een omgekeerd glas op te zetten. 

Behalve een (verjaardags)kaars, blaas je een vuur nooit uit. Want door te blazen voer je alleen maar meer zuurstof aan, waardoor het vuur feller wordt.

Wist je dat…

• bosverantwoordelijken met momenten zelf brand stichten in hun bos. Dit wilt inderdaad zeggen dat zij op vrijwillige basis het bos in brand steken, maar het vuur ook onder controle houden. Ze doen dit omdat er bepaalde bosgebieden zijn die een zeer hoog verbrandingsniveau hebben. Dan heeft men liever dat dit op een gecontroleerde wijze gebeurd en men het verbrandingsproces van begin af aan onder controle heeft. Dit proces kan de natuur ook een handje toesteken bij het verjongen van de ecosystemen, aangezien dode bomen worden verwijderd, en dus ook de schadelijke insecten en platenziekten die daarbij horen.
• het menselijk lichaam tot 60°C maximaal aan kan en dat de warmtestromingen tot 2,5 kW/m2 kunnen bedragen… Een muntstuk dat opbrandt in vlammen kan zelfs in 5 minuten een temperatuur van 600°C bereiken. Indien dit gebeurt is het natuurlijk belangrijk het muntstuk achter te laten en de brandweer te contacteren!
• het gebruik en temmen van vuur bij jager-verzamelaars ervoor gezorgd heeft dat hun culturele interacties erop vooruitgingen. Voor de ontdekking van het vuur waren ze enkel wakker zolang er natuurlijk zonlicht aanwezig was. Zo draaiden hun dagen rond jagen, oogsten, het maken van gebruiksvoorwerpen,… Dankzij de ontdekking van het vuur kon men langer opblijven, tot in de donkerste uurtjes… Dit heeft mede geleid tot de opkomst van zang, dansen en het vertellen van verhalen binnen deze culturen.

Reageer

Fijn dat je van je laat horen!