Er hægt að kveikja í kerti án kveiks?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Er hægt að kveikja í kerti án kveiks?
Upphaflega hljóðaði spurningin svona:

Ég var að velta því fyrir mér hvort að hægt væri að kveikja í vaxi svo það logi, eitt og sér.

Stutta svarið við spurningunni er eftirfarandi: Það þarf ekki kertaþráð til að kveikja í kertavaxi en kveikurinn sér til þess að þetta takist við venjulegar heimilisaðstæður. Ef ætlunin er að kveikja í kertavaxi án kveiks þarf fyrst að hita vaxið upp að svonefndu brunamarki þess sem er yfirleitt rétt yfir 240°C.

Kerti eru gerð úr vaxi og kveik sem einnig kallast kertaþráður. Parafínkerti eru algengustu kertin til daglegrar notkunar en uppistaða þeirra er vetniskolefni (e. hydrocarbons) með efnaformúluna C₂₀H₄₂ upp í C₄₀H₈₂ auk þess sem sterínsýru (C₁₇H₃₅COOH, e. stearic acid) er blandað út í til að bæta eiginleika kertisins.

Í miðju kerta er kveikur. Þegar logandi eldspýta er borin upp að kveiknum bráðnar kertavaxið á honum og gufar upp vegna hitans frá eldinum á eldspýtunni. Kertavaxgufan blandast súrefninu í kring og gengur í efnasamband við súrefnið. Þetta seinasta ferli kallast bruni og við hann myndast vatn (H₂O) og koltvíoxíð (koldíoxíð, CO₂), koleinoxíð (kolmónoxíð, CO) og sót (C_n) ásamt öðrum millisameindum.

Þegar kertavaxið umbreytist í þessi nýju efni losnar orka úr læðingi. Það gerist vegna þess að efnatengi nýju sameindanna eru orkulægri en efnatengi vaxsameindanna. Umframorkan sem losnar við efnahvörfin veldur því að kertaloginn viðheldur sér eftir að hann kviknar fyrst. Orkan úr efnahvörfunum fer nefnilega í að bræða kertavaxið, hita kertavaxið að uppgufun og koma efnahvarfi kertavaxgufunnar og súrefnisins af stað. Nú segjum við að það hafi kviknað á kertinu og viðheldur hitinn frá kertaloganum áframhaldandi bruna kertisins, enda er kertaloginn 800-1000°C heitur.

Hlutverk kveiksins er að halda brennslu kertisins stöðugri. Jafnvægi þarf að ríkja milli bráðins kertavaxs og þess sem gufar upp. Kveikurinn á sem sagt að stjórna því að hæfilegt magn af kertavaxi bráðni í einu og að kertavaxið færist hæfilega hratt upp kveikinn til uppgufunar. Kveikurinn er vanalega gerður úr þéttofnum bómullarþráðum og meðhöndlaður með bórsýru, salmíaki og fosfötum til að varna því að hann brenni of hratt og gefi frá sér reyk. Þéttni kveiksins hefur mikil áhrif á brennsluhraða hans, því þéttari sem kveikurinn er þeim mun hægar brennur hann. Kerti með breiðum kveik brennur hraðar en kerti með grönnum kveik. Ástæðan er sú að breiður kveikur dregur bráðið kertavax hraðar upp í sig. Einnig brennur kerti með mörgum kveikjum hraðar en ef einungis einn kveikur væri í kertinu.

Það hvort hægt sé að kveikja í efni er háð blossamarki (e. flash point) efnisins, en það er lægsta hitastig efnisins sem dugir til að kveikja í brennanlegu gastegundunum sem losna frá því. Blossamark parafíns er á bilinu 200-240°C; blossamarkið er lægst fyrir hreint parafín en hækkar ef parafínið er íblandað. Þetta þýðir að þegar kerti, sem er gert úr hreinu parafíni, er hitað upp að 200°C ættu að hafa losnað nægilega mikið af brennanlegum lofttegundum sem hægt er að kveikja í með varmagjafa (til dæmis neista eða eldi); eldurinn sem myndast kulnar þó ef varmagjafinn er fjarlægður. Nokkrum gráðum hærra en blossamarkið liggur brunamark efnisins. Ef parafínið er hitað að brunamarki efnisins og kveikt í brennanlegu lofttegundunum nær eldurinn að loga eftir að varmagjafinn er fjarlægður.

Þar sem parafínkerti eru vanalega íblönduð með steríni liggur blossamark venjulegra kerta í kringum 240°C, það þarf því að hita þau upp að 240°C til að geta kveikt í þeim í stutta stund. Sé venjulegt kerti hitað aðeins meira (upp að brunamarki þess) ætti að vera hægt að kveikja í brennanlegum lofttegundum þess þannig að það logi á kertinu einu og sér þar til vaxið er uppurið, að því tilskyldu að nóg sé af súrefni og að hitastig efnisins fari ekki niður fyrir brunamark þess. Það þarf því ekki kertaþráð til að kveikja í kertavaxi en það er ekki hægt að kveikja beint í kertavaxi sem er við herbergishita (það þarf að hita það yfir 240°C hita) eins og hægt er með kerti sem í er kveikur. Kveikurinn gerir það sem sagt að verkum að hægt er að kveikja í kertum við venjulegar heimilisaðstæður.

Heimildir:

• Becker, B. (2005). Question from the classroom. ChemMatters, 12(1), 2.
• How Stuff Works. How does a candle work?.
• Skolkemi. Experiment - Vad händer då något brinner?.
• Lighthaus Candle. Why Wick Is The Most Essential Element In A Candle?.
• National Candle Association. Elements of a candle.

Mynd:

• Wikimedia Commons. Candle wick and flame closeup. Eigandi myndarinnar er Kreuzschnabel. Birt undir leyfinu CC BY-SA 3.0. (Sótt 14.5.2020).
• Flickr. Candles in the dark. Eigandi myndarinnar er Peter Becker. Birt undir leyfinu CC BY 2.0. (Sótt 14.5.2020).

...