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Dec 24, 2023

Entdecken Sie die 9 verschiedenen Farben der Flammen (und warum es passiert)

Geben Sie Ihre E-Mail-Adresse in das Feld unten ein, um täglich die atemberaubendsten Tiergeschichten und -videos direkt in Ihren Posteingang zu erhalten. Farbige Flammen sind ein schillernder Trick, den Feuerkünstler anwenden

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Farbige Flammen sind ein schillernder Trick, der von Feuerkünstlern, bei Feuerwerken und zur Belebung von Lagerfeuern eingesetzt wird. Auch die Farbe, die ein brennender Stoff abgibt, ist im Labor wichtig, da Flammen je nach Temperatur der Flamme und den verbrannten Chemikalien das gesamte Lichtspektrum zeigen können. Wir werden die 9 verschiedenen Farben der Flammen entdecken und warum es jetzt passiert.

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Flammen sind ein Prozess, bei dem sich etwas schnell mit Sauerstoff verbindet und verbrennt. Dies wird durch eine exotherme Reaktion verursacht, was bedeutet, dass durch die Verbindung von Sauerstoff (O) und brennenden Stoffen Energie an die Umgebung abgegeben wird. Bei der Verbrennung entstehen durch diese Energiefreisetzung Licht und Wärme.

Temperatur und Farbe der Flammen hängen davon ab, was brennt. Je höher die Hitze, bei der ein Stoff verbrannt wird, bestimmt mit, welche Farbe die Flamme haben wird.

Bei häufig vorkommenden Bränden brennen die heißesten Flammen blau. Wenn die Temperatur sinkt, erscheinen die Flammen weiß, gelb, orange, leuchtend rot und dann dunkelrot. Durch das Verbrennen bestimmter Dinge bei der richtigen Temperatur in der richtigen Situation entstehen Flammen mit neuartigen Farben wie Rosa, Grün und Schwarz.

Wenn ein Atom erhitzt wird, springen seine Elektronen auf ein höheres Energieniveau als dort, wo sie natürlich vorkommen. Dies liegt daran, dass die Wärmeenergie der Wärme in kinetische Energie umgewandelt wird und die Elektronen beschleunigt.

Diese Beschleunigung ist so dramatisch, dass sie Elektronen in ein höheres Orbital schiebt als das, in dem sie sich normalerweise befinden. Wenn diese angeregten Elektronen von ihrem höheren Orbital zurück in ihr normales Orbital fallen, emittieren sie ein Photon.

Diese spezifischen Protonen werden vom Menschen oft als Licht wahrgenommen. Je nach Stoff ist eine gewisse Wärmemenge erforderlich, damit Licht entsteht. Dieses Licht variiert je nachdem, was brennt.

©Martina Unbehauen/Shutterstock.com

Beim Verbrennen von Magnesium (Mg) entsteht weißes Licht. Beim Verbrennen von Stoffen, die Beryllium (Be) enthalten, entsteht ebenfalls eine weiße Flamme.

Magnesiumsulfat (MgSO4), auch als Bittersalz bekannt, ist die am häufigsten verbrannte Substanz, wenn weißes Feuer außerhalb eines Labors gewünscht wird. Beim Verbrennen von Bittersalz auf einem Holzfeuer entsteht jedoch keine weiße Flamme, da die weiße Flamme durch die Farbe der Verbrennung der vorhandenen Kohlenwasserstoffe übertönt wird.

Um beim Verbrennen von Bittersalz eine weiße Flamme zu erzeugen, muss das anfängliche Feuer mit etwas angeheizt werden, das beim Verbrennen praktisch unsichtbar ist. Zu diesen Substanzen gehören Ethanol, Methanol und Isopropylalkohol. Auf diese Weise wird das meiste weiße Feuer von Feuerkünstlern erzeugt.

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Flammen lassen sich gezielt so manipulieren, dass sie blau erscheinen, indem Kupferchlorid (CuCl) oder häufiger Butan (C4H10) verbrannt wird. Die Anwesenheit von Arsen (As) erzeugt eine blaue Flamme, und brennendes Germanium (Ge) erzeugt eine blassblaue Flamme.

Das Verständnis blauer Flammen ist von besonderem Interesse, wenn es um die Brandbekämpfung geht. Bei glimmendem Holz hat die Oberfläche des brennenden Gegenstands eine Temperatur zwischen 300 und 500 Grad Celsius.

Wenn der obere Bereich dieses Bereichs überschritten wird, erzeugt die Strahlungswärme des schwelenden Objekts eine kurze blaue Flamme, die sich an die schwelende Oberfläche schmiegt. Dies ist ein Beispiel für die Verbrennung von Kohlenwasserstoffen in einer einzigartigen Umgebung. Damit Holz so heiß wird, muss die Oberfläche aus glimmender Holzkohle bestehen. Außerhalb dieser Situation erscheinen blaue Flammen normalerweise erst, wenn ein Objekt eine Temperatur von mindestens 2600 Grad Fahrenheit hat.

Diese blauen Flammen entstehen, weil ein kritischer Strahlungswert überschritten wurde, der die unmittelbare Umgebung viel heißer macht als das brennbare Objekt selbst. Diese blaue Flamme ist die Ursache für die Ausbreitung der meisten Hausbrände und Waldbrände, da sie durch Strahlung verursacht wird. Das bedeutet, dass ein Feuer beim Brennen umliegende Gegenstände so weit erhitzt, dass sie selbstständig zu brennen beginnen. Diese unabhängigen Flammen beginnen als tief liegende blaue Flamme.

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Gelbe Flammen sind die am häufigsten vom Menschen erzeugten Flammen. Es ist die vorherrschende Farbe, die man bei Lagerfeuern und Kerzenflammen sieht. Ein typisches gelbes Feuer beginnt bei 2100 Grad Fahrenheit zu brennen.

Die häufigsten Elemente in den Molekülen, die diese gelben Flammen erzeugen, sind Eisen (Fe) und Natrium (Na). Die Flamme von Natrium ist so hell, dass sie die Farben anderer brennender Verbindungen übertönt. Dadurch erscheint der größte Teil des Feuers gelb.

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Orange ist eine der Farben, die häufig mit Feuer in Verbindung gebracht werden. Das liegt daran, dass die meisten Brände eine Kohlenwasserstoffquelle wie Holz oder Holzkohle verbrennen. Wenn Kohlenstoff (C) verbrennt, erscheint er leuchtend orange.

Bei der künstlichen Herstellung von Orange durch Pyrotechnikexperten wird üblicherweise Calciumchlorid (CaCl2) verwendet. Chemiker erzeugen orangefarbene Flammen, wenn sie Scandium (Sc) verbrennen.

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In Fällen wie Feuerwerk, in denen Rot zu sehen ist, sind die Chemikalien, die diese Farbe am wahrscheinlichsten verursachen, Strontiumchlorid (SrCl2) oder Strontiumnitrat (Sr(NO3)2). Cadmium (Cd) brennt ebenfalls ziegelrot, während Quecksilber (Hg) eine rote Flamme erzeugt.

Karmin entsteht bei der Verbrennung von Stoffen, die Lithium (Li) enthalten. Karmin hat eine fast purpurrote Farbe, obwohl es etwas rötlicher ist. Purpur entsteht auch, wenn Radium (Ra)-Moleküle verbrannt werden.

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Beim Verbrennen von Kupfersulfat (CuSO4) oder Borsäure (B(OH)3) entstehen grüne Flammen. Das Vorhandensein einer Substanz, die Barium (Ba) enthält, erzeugt eine hellgrüne Flamme. Wolfram (W)-Moleküle in Laboren brennen grün.

Natriumborat, allgemein bekannt als Borax, erzeugt eine grüne Flamme, obwohl Natrium den Ruf hat, andere Farben durch Gelb zu übertönen. Dies liegt daran, dass Bor mehr Energie freisetzt als Natrium, wenn seine Elektronen in einen weniger angeregten Zustand zurückkehren.

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Lila Flammen sind einzigartig, da Lila keine von Natur aus ausgestrahlte Farbe ist. Es liegt nicht im Farbspektrum und ist das Ergebnis der Mischung zweier Farben. Eine Mischung aus blauem und rotem Licht ergibt das, was wir als Lila wahrnehmen.

Lila ist keine Farbe, die bei einem Holzfeuer erzeugt werden kann, da das Gelb im Natrium jede erzeugte violette Farbe übertönt. Kaliumchlorid (KCl) oder Strontiumnitrat (Sr(NO3)2) erzeugen ein violettes Feuer und müssen über einem blauen Feuer verbrannt werden, das durch Einreiben von Alkohol, Ethanol, Feuerzeugflüssigkeit oder Propan entsteht, damit das Purpur sichtbar wird. Strontiumnitrat wird auch verwendet, um bei gewöhnlichen gelben Bränden rote Flammen zu erzeugen.

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Rosa ist wie violettes Feuer keine Farbe im Farbspektrum. Um rosa Flammen zu erzielen, werden rote und weiße Flammen kombiniert, sodass sich ihre weißen Wellenlängen auf eine Weise verbinden, die uns die Farbe Rosa wahrnehmen lässt.

Das Verbrennen von Lithiumchlorid (LiCl) erzeugt eine rosafarbene Flamme, wenn es mit einer Magnesium enthaltenden Substanz verbrannt wird. Mit Methanol verbrannte Mischungen aus Strontiumnitrat und Kaliumnitrat (KNO3) werden von Pyrotechnikern häufiger verwendet, da diese Inhaltsstoffe leichter zu bekommen sind.

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Schwarz ist eine weitere Farbe, die nicht auf natürliche Weise durch die Wellenlängen des Lichts im Farbspektrum entsteht. Es muss manipuliert werden, indem man die Wellenlängen mehrerer Lichtfarben kombiniert, sonst erscheint es in Abwesenheit von Licht. Schwarzes Feuer ist eine der am kompliziertesten herzustellenden Farben und wird daher in der gewöhnlichen Welt nicht oft verwendet.

Um eine schwarze Flamme zu erzeugen, wird eine Niederdruck-Natriumlampe benötigt. Diese Lampen enthalten in der Glühbirne verdampftes Natriummetall. Dadurch entsteht ein gelbes Licht, wie man es üblicherweise bei Straßenbeleuchtungen oder der Beleuchtung von Brückenunterführungen sieht.

Benötigt wird eine farblose Flamme, die durch Verbrennen von Methanol, Ethanol oder Reinigungsalkohol entsteht. Sobald die Flamme entsteht, wird Salzwasser auf die Flamme getropft. Dadurch entsteht ein bekanntes gelbes Feuer, aber seine Intensität ist nicht die gleiche wie die, die von Holz oder Kerzen erzeugt wird. Dies bedeutet, dass das Gelb von anderen eingeführten Farbwellenlängen des Lichts überlagert wird.

Dieses Feuer aus Alkohol und Salzwasser muss in einer Umgebung erzeugt werden, in der außer dem von einer Niederdruck-Natriumlampe erzeugten Licht kein anderes Licht vorhanden ist. Wenn der klaren Flamme Natrium hinzugefügt wird, absorbiert das von der Lampe erzeugte Gelb aus dem vorherrschenden Gelb der Umgebung das Gelb, das durch das brennende Natrium der Flamme erzeugt wird. Dadurch erscheint die Flamme ohne Flammenlicht schwarz.

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