Hvad er ild?

Har man siddet en midsommeraften og betragtet de dansende flammer fra Sankt Hans-bålet, har man sikkert også undret sig over, hvad ild er for en størrelse.

Vores læser Jan har i hvert fald haft den undren, for han har kort og godt skrevet til Videnskab.dk’s læserbrevkasse, Spørg Videnskaben, og spurgt: »Hvad er ild egentlig?«

Det er et spørgsmål, der har drillet naturfilosoffer og videnskabsfolk i tusindvis af år, men i dag har forskerne godt tjek på, hvordan ild skal forstås. Det fortæller Peter Hald, der er kemiker og sikkerhedsleder ved Kemisk Institut på Aarhus Universitet:

»Kort sagt er ild er en kemisk reaktion, der sker ved høje temperaturer, og som udvikler varme.«

»Det, vi ser som flammer, er varme gasser og forbrændingsprodukter. Når de er mange hundrede grader, udsender de lys,« forklarer Peter Hald, der ved, hvad han taler om. Han er nemlig ansat til at forhindre folk i at brænde ting af, som han siger det.

Desuden har han en baggrund i forsvaret, hvor han stadig lærer folk at sprænge ting i luften, og tidligere har han lavet kemishow, hvor han har brændt mange forskellige ting af. Med et glimt i øjet omtaler han sig selv som ’velfungerende pyroman’.

Tre ting er nødvendige for ild

Ild kræver tre ting: brændbart materiale, ilt og varme.

Varmen sørger for at sætte gang i den kemiske reaktion, hvor det brændbare stof reagerer med ilten.

Den kemiske reaktion udvikler varme i sig selv, og så spreder ilden sig og fortsætter, indtil der ikke er mere brændstof, ilten slipper op eller temperaturen sænkes.

»Hvis vi fjerner brændstoffet, ilten eller varmen, går ilden ud,« fortæller Peter Hald.

• For eksempel kan man slukke flammen i et gaskomfur ved at lukke for gassen.
• Hvis man har en brændende frituregryde, kan man kvæle ilden ved at lægge låg på, så der ikke kan komme ilt til.
• Og hvis man vil slukke et bål, kan man sprøjte vand på flammerne og på den måde sænke temperaturen. Så bliver reaktionen langsommere, og til sidst går ilden ud.

Varme gasser og sod giver flammerne

Men hvordan opstår ild helt konkret?

Hvis vi for eksempel tænder et stearinlys med en tændstik, sætter vi gang i en kemisk proces:

• Allerførst vil varmen fra flammen smelte lidt af stearinen omkring vægen, og stearinen fordamper til brændbare kulbrintegasser.
• Det er disse gasser, der reagerer med luftens ilt (også kaldet oxygen), og den kemiske reaktion frigiver energi i form af varme og lys.
• Det gullige, synlige lys, vi ser som en flamme, kommer fra ganske små sodpartikler, der bliver over 1.000 grader varme og derfor gløder.
• Kigger man godt efter, vil man også se, at noget af flammen – den nederste og yderste del – er mere blålig. Her er ilttilførslen og dermed også forbrændingen mest effektiv, så her er temperaturen højere, og sodpartiklerne brændes også af. Det blå lys kommer fra molekyler, der frigiver energi i form af lys.
• Omvendt kommer der ikke lys fra området tættest på vægen. Her er der masser af brændstof i form af fordampet stearin, men der er ikke gang i forbrændingen, fordi der mangler ilt. Ilten kommer fra luften, og den når ikke helt ind til vægen, før den er brugt op i flammen.

Ilt vil gerne reagere

Rent kemisk består et stearinlys mest af lange kæder af kulstof- og brintatomer. De kæder brydes op af varmen fra tændstikken, som også får de to iltatomer i luftens iltmolekyler til at gå fra hinanden.

Iltatomer er meget reaktionsvillige – de vil rigtig gerne danne forbindelser med andre stoffer.

Lynhurtigt går de sammen med gasmolekylerne fra stearinen. Så dannes der kuldioxid, vanddamp og ekstra varme, så processen holdes i gang.

Stoffer som vand og kuldioxid kan ikke brænde, fordi de er resultatet af en forbrænding – ilten har allerede fundet sig en stabil makker.

I andre materialer som for eksempel sten og glas har iltatomer også allerede fundet sammen med andre grundstoffer, så de kan heller ikke brænde.

Men tørt træ i et Skt. Hans-bål vil gerne brænde. Her nedbryder varmen fra en tændstik træets bestanddele, cellulose og lignin, til brændbare gasser, der går i forbindelse med luftens ilt.

De varme gasser og glødende sodpartikler giver de flotte og farlige flammer.

Vi håber, Jan blev klogere på ildens natur. Har du selv et videnskabeligt spørgsmål, som du brænder for at få svar på, kan du sende en mail til sv@videnskab.dk eller via formularen videnskab.dk/sv.