¿Por qué el humidificador hace que la llama de una estufa sea naranja?

Bien, esta pregunta parece haber generado cierta controversia. Por un lado está la respuesta de niels nielsen (actualmente aceptada), que implica que el color naranja es por sodio. Por otro lado, está la respuesta de StessenJ , que implica que el naranja es la radiación normal del cuerpo negro del hollín. Además, hay muchos comentaristas que discuten si la respuesta del sodio es correcta o incorrecta.

La única buena manera de resolver el asunto es un experimento. Yo lo hice, con algunas modificaciones. Primero, en lugar de una estufa de gas, usé un encendedor de chorro (ZL-3 ZENGAZ). En segundo lugar, en lugar de un humidificador, usé un simple rociador de agua de barbero. El tercer componente necesario es una rejilla de difracción, una barata que compré en AliExpress. Lo inserté en unas gafas de seguridad incoloras para evitar la necesidad de una tercera mano.

Cuando encendí el encendedor vi un conjunto de imágenes en el primer orden de difracción: violeta, azul, verde, amarillo y un poco de rojo tenue borroso. Hasta ahora consistente con el espectro de llama azul dado en Wikipedia. Luego rocié agua en el aire, moviendo simultáneamente el encendedor tratando de encontrar el lugar donde la llama cambiará de color. Cuando la llama obtuvo chorros anaranjados en lugar del azul inicial, noté que aparecía una imagen naranja de la llama entre las imágenes roja y amarilla en la rejilla de difracción.

A continuación se muestra una foto que pude tomar con la rejilla unida a la lente de una cámara de fotos, montando la cámara en un trípode y sosteniendo el encendedor y el rociador con ambas manos mientras la exposición de 10 segundos estaba en progreso (perdón por la mala calidad). Observe el pico alto amarillo/naranja (los colores no están calibrados) en el RHS: esa es la parte que solo está presente en la llama naranja. (De hecho, el avión se volvió visiblemente más alto cuando cambió su color a naranja).

De esto se deduce que el color naranja proviene del sodio, de lo contrario, la imagen de la llama naranja sería mucho más amplia y se extendería en múltiples colores como la llama de una vela o un encendedor que no sea de chorro.

Los lectores son bienvenidos a replicar este experimento.

EDITAR

Bien, logré medir algunos espectros usando mi espectrómetro Amadeus con controlador personalizado. Usé un tiempo de integración de 15 s con la llama a unos 3-5 cm del conector SMA905 en el cuerpo del espectrómetro.

Debajo se superponen los dos espectros, correspondiendo la curva azul a la llama azul, y la naranja corresponde a la llama con algo de naranja. He filtrado los datos con un promedio móvil de 5 puntos antes de trazar. El espectrómetro tiene una sensibilidad más baja cerca de los rayos UV e IR, así que ignore el ruido allí.

(Haz click en la imagen para una versión más grande.)

Lo que vale la pena señalar es que no solo la línea de sodio de 590 nm está presente en la llama naranja, sino también dos líneas de potasio: 766 nm y 770 nm.

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Acabo de probar lo mismo con un humidificador en lugar del spray. El resultado con agua del grifo filtrada es el mismo: llama naranja con pico de sodio. Con agua destilada, aunque el experimento con el spray todavía resultó en una llama naranja (básicamente lo mismo que con el agua del grifo), con el humidificador no obtuve nada de naranja.

De todos modos, en ningún caso pude hacer que el encendedor emitiera espectro continuo. Cada vez que obtuve una llama naranja, siempre parecía ser un doblete de sodio D, no un espectro continuo.

La explicación que proporciono a continuación se mantendrá o fracasará según el resultado de un experimento que yo y otros aquí hemos sugerido y que también se describe en mi respuesta. Prometo editar o eliminar mi respuesta según las recomendaciones de los moderadores aquí si ese experimento muestra que está mal.

Los humidificadores que funcionan según el principio "frío" (mezclar pequeñas gotas de agua lanzadas desde las aspas de un ventilador con una ráfaga de aire) producen una neblina de aire enriquecido con vapor de agua mezclado con restos parcialmente secos de gotas de agua que están enriquecidas en sales por desgaste por evaporación.

Esas motas enriquecidas con sal, cuando son atraídas por una llama de gas caliente, emiten luz a frecuencias correspondientes a los espectros de línea de los constituyentes de la sal. En el caso del cloruro de sodio (la sal más común en el agua del grifo), el sodio produce un brillo amarillo anaranjado cuando toca la llama.

Este fenómeno forma la base de una técnica de análisis químico llamada espectroscopia de llama, en la que un alambre de platino se sumerge en una solución que contiene una mezcla desconocida de sales y luego se pega a una llama caliente. Los colores emitidos a medida que se calientan las sales en la solución se utilizan para identificar los componentes químicos de esas sales.

(Dado que el sodio es omnipresente, y esta prueba es tan sensible a él, el alambre de platino debe sumergirse en ácido clorhídrico, calentarse hasta que se ponga rojo, apagarse nuevamente en el ácido y recalentarse varias veces para eliminar el sodio antes de realizar la prueba en la muestra. .)

Este mecanismo se puede descartar observando la llama a través de una rejilla que separa la línea primaria de sodio e invito aquí a cualquiera que tenga una estufa de gas (que yo no tengo) y una rejilla (que tampoco tengo, lo siento) para realizar el experimento e informarnos aquí.

Dado que cualquier polvo en la cocina probablemente tenga sal, si el ventilador del humidificador sopla polvo hacia la llama, también hará que la llama se vuelva amarilla. Esto se puede probar haciendo funcionar el humidificador sin agua.

El agua enfría la llama hasta el punto en que se obtiene una combustión incompleta, como una vela. La luz amarilla proviene del carbón incandescente, también conocido como hollín.

La respuesta aceptada no es correcta.

Tengo una estufa de gas en el sótano a la que tengo que hacerle un mantenimiento periódico. Esto requiere que elimines un montón de troncos falsos, que están hechos de un material muy liviano, creo que algo similar a la lana de roca pero más sólido. Después del mantenimiento, lo enciendo para asegurarme de que todavía funciona y noté que si los "registros" no están encendidos, la llama es azul puro. Esto despertó mi interés, así que reemplacé los leños y noté que la llama se vuelve naranja después de un período corto, lo que corresponde visiblemente a los "leños" que comienzan a brillar en rojo. Por ejemplo, aquí está la estufa poco después de encenderse (tan rápido como pude correr del termostato a la estufa) y luego nuevamente unos dos minutos más tarde:

No es una gran diferencia, pero se puede ver. La llama a lo largo del frente no tiene "tronco" sobre ella, por lo que permanece azul. Solía ​​haber un poco de aislamiento de lana de roca aquí, pero lo quité pensando que era un sobrante de la instalación.

No está del todo claro cómo los "leños" hacen esto, pero está claro que esto se debe únicamente a la temperatura de la llama. Como prueba adicional, tomé estas dos fotos de nuestra estufa:

Como puede ver, el simple hecho de insertar algo frío en la llama hace que se vuelva naranja. Ahora, aquí tampoco hay un gran efecto, pero eso se debe a que estaba sosteniendo la foto con una sola mano y el cuchillo no está colocado correctamente. El humidificador hace esto insertando una neblina de agua sobre toda el área.

Un poco de cada cosa aquí. Pero ciertamente no ignoraría el CO. Recuerde que el gas sale bajo presión, y si alguno pasa por el calor de la llama antes de oxidarse por completo, obtiene CO. La presencia de sodio podría contribuir, probaría primero con agua destilada. Pero las gotas de agua enfriarían la llama más rápido al atraer el calor para que se evapore. ¡Consigue un medidor de CO y abre las ventanas!

El humidificador aumenta el porcentaje de vapor de agua en el aire, lo que disminuye el porcentaje de oxígeno. El déficit de oxígeno hace que la quema del gas sea menos eficiente, con la llama naranja que también indica una mayor cantidad de CO en los gases de escape.

Asegúrese de aumentar la ventilación cuando vea puntas anaranjadas en las llamas.