Aramini Lucia

La combustione. Chimica organica.

Quando, d'inverno, l'aria gelida ci tiene più spesso rinchiusi in casa, apprezziamo meglio i doni del fuoco, sia che esso si innalzi allegramente nella cappa del camino, facendo scoppiettare i grossi ceppi di legno, sia che soffi ben chiuso dentro la stufa, sia che, giù in cantina, riscaldi nella caldaia l'acqua che porta il calore ai termosifoni. Il fuoco, inoltre, cuoce le nostre vivande e fa funzionare macchine di ogni genere. Ma che cosa è il fuoco? Perché la legna, il carbone, il petrolio, insomma tutti i combustibili bruciano? Come si può produrre il calore che sempre accompagna il fenomeno della combustione?

I primi esperimenti sulla combustione.

A queste domande si seppe rispondere con precisione scientifica solo verso la fine del Settecento, specialmente per opera del chimico francese Antonio Lavoisier. Egli fece la seguente esperienza. Riscaldo sino a 300°C del mercurio in un recipiente chiuso e ottenne una polvere rossa (ossido di mercurio), detta allora “terra rossa”. Il chimico constato che la nuova sostanza pesava più del mercurio; era invece diminuito il volume dell'aria, e precisamente di 1/5; inoltre nell'aria rimasta non era possibile accendere del fuoco e, introducendo in essa dei piccoli animali, questi morivano in pochi minuti. Lavoisier trasse dalle sue esperienze le seguenti conclusioni: il mercurio durante il processo di combustione (dal latino “combùrere”, bruciare) assorbe dall'aria la porzione respirabile, l'ossigeno (che è circa 1/5 del volume); la parte di aria che resta (l'azoto; senza vita) è un gas incapace di mantenere la combustione e la respirazione. E le sostanze che partecipano alla combustione (ossigeno e combustibile) si combinano tra loro trasformandosi in altre. Così, nel caso dell'esperimento con il mercurio, l'ossigeno dell'aria e il metallo si combinano per formare una nuova sostanza: la “terra rossa”, cioè l'ossido di mercurio. Nuovi profondi studi permisero, in seguito, di avere più precise cognizioni sulla combustione.

Come avviene la combustione.

Alle domande che ci siamo posti all'inizio possiamo ora rispondere così:

uno) il fuoco è la violenta manifestazione di una reazione chimica fra un combustibile e l'ossigeno dell'aria. Ricordiamo che si ha una reazione chimica quando due sostanze si uniscono per formare una o più sostanze nuove. Così nei comuni combustibili (legna, carbone, petrolio), costituiti in gran parte di carbonio e idrogeno, durante la combustione l'ossigeno dell'aria si unisce con l'idrogeno (formando acqua H2 O, sotto forma di vapore) e con il carbonio (formando anidride carbonica CO2). La luminosità della fiamma è dovuta alle particelle incandescenti di carbonio o ai granuli di polvere galleggianti nell'aria, i quali, venendo a contatto con i gas caldi che si formano, diventano luminosissimi;

due) perché si abbia combustione occorre, come in ogni reazione chimica, la presenza di una particolare condizione; la condizione che determina la combustione è il calore. Perché un combustibile possa bruciare basta portarlo inizialmente ad una determinata temperatura (temperature di ignizione); poi la combustione stessa produce il calore che le è necessario (sempre che vi sia ossigeno) per potersi mantenere viva.

Tre) l'ossigeno, combinandosi con gli elementi del combustibile, provoca la rottura delle sue molecole e libera l'energia che teneva legati tra loro gli atomi. L'energia che viene così a liberarsi si sviluppa sotto forma di calore.

Combustioni vive e combustioni lente.

La combustione viva è quella accompagnata da emissione di luce e calore. La combustione lenta od oscura avviene invece tanto lentamente che il calore sviluppato si disperde man mano che si forma, quindi il combustibile non si infiamma e non da luminosità. Una combustione lenta è quella che si compie nel nostro corpo: le sostanze nutritive dei tessuti vengono “bruciate” dall'ossigeno che il sangue assorbe, dall'aria, nei polmoni.