Toată lumea a avut această experiență: dai foc unei bucăți de lemn și te alegi cu lumină, căldură și, la final, o mână de cenușă. Dintr-o bucată sănătoasă de lemn rămâne o grămăjoară de cenușă. Unde a dispărut lemnul? Ce s-a întâmplat cu toată materia inițială? Din ce este formată flacăra focului? Din ce este compusă cenușa?


Pe scurt, pe timpul arderii are loc o eliberare invizibilă de gaze, în special dioxid de carbon și vapori de apă, dar sunt în jur de 100 de gaze. Cenușa înseamnă câțiva compuși ai carbonului. Iată ce se întâmplă, în detaliu.


Lemnul are în compoziție, în funcție de esență (lemn tare sau moale):
· celuloză (C6H10O5), 40 - 50%
· lignină (C9H10O2, C10H12O3, C11H14O4), 20 - 30%
· hemiceluloză, 15  - 25%
· apă și alte substanțe organice: polizaharide, pentozani, hexozani, rășini, taninuri, coloranți, ceară, alcaloizi

Dar, la nivel fundamental, ca toată materia, lemnul este alcătuit din atomi. Cu ceva aproximare, compoziția atomică a lemnului este următoarea: 50% atomi de carbon, 6% atomi de hidrogen și 44% atomi de oxigen. O simplitate uluitoare, la urma urmelor, nu?

 


E ceva special cu carbonul...

Dacă tot am menționat atomul de carbon, trebuie spus că acesta este cel mai important tip de atom pentru viață. Acest fapt are legătură cu structura atomului de carbon. Carbonul are 4 electroni pe ultimul strat electronic, electroni care intră în reacții, împărțind electronii cu alți atomi. Capacitatea carbonului de a stabili 4 legături (prin cei 4 electroni) îl face esențial în construcția de molecule complicate și mari.




Doar 4 tipuri de atom: oxigenul, carbonul, hidrogenul si azotul - formează 96% din corpul uman. Sunt 92 de elemente ce apar natural în natură. 25 sunt suficiente pentru a avea un om complet. Plantele au nevoie doar de 17 tipuri de atom.




Atunci când a ars complet, jumătate din masa lemnului se transformă în dioxid de carbon, iar jumătate în apă.

Arderea este însoțită de o eliberare de energie. La urma urmelor de aceea este lemnul folosit pentru încălzirea locuințelor, nu? Se eliberează între 20 și 21 mega-juli / kg de lemn (funcție de esență). Surprinzător sau nu, această energie este, în fapt, energia primită de la Soare pe timpul creșterii pomului din care a făcut parte bucata de lemn. Așadar, arderea este, aproape literal, eliberarea energiei capturate a Soarelui.


Atunci când arderea lemnului ajunge la temperaturi de peste 260° C, acesta ajunge în faza de piroliză, reacție chimică ce tinde să se auto-susțină. Piroliza este un procedeu de transformare sau de descompunere termică a compușilor sau a substanțelor chimice organice în condiții de temperaturi înalte și fără aer. Până la 85% din masa lemnului și 60% din căldură sunt conținute în gazele produse de piroliză.

 Flacără, în slow-motion



Fumul și creozotul (o parte condensată a fumului, sub forma unui lichid uleios, de culoare gălbui-închisă) reprezintă partea nearsă. Fumul conține circa 100 de compuși chimici.

Arderea lemnului are două faze:
- combustia primară: arderea părții solide
- combustia secundară: arderea gazelor care produc, în fapt, flăcările focului.


Cum spuneam, arderea completă a lemnului produce doar CO2 și apă, fără fum vizibil sau creozot, fără emisii dăunătoare. Dar arderea completă este greu de realizat, fiind necesară îndeplinirea unor condiții. Este nevoie ca temperatura de ardere să fie între 600° și 800° C. Este nevoie de un adaos de oxigen pentru a stimula arderea și de timp suficient pentru a finaliza reacțiile de ardere.

Dacă utilizați lemnul pentru încălzire, trebuie că știți că cu cât este mai uscat lemnul, cu atât arderea mai eficientă, iar emisiile nocive mai reduse.




Sursa: aici


Dacă găsiţi scientia.ro util, sprijiniţi-ne cu o donaţie.


PayPal ()
Susţine-ne pe Patreon!


Contact
| T&C | © 2020 Scientia.ro