불꽃의 9가지 색상과 발생 이유를 알아보세요.

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유색 불꽃은 불 연기자, 불꽃놀이, 캠프파이어에 활기를 불어넣는 방법으로 사용되는 눈부신 기술입니다. 연소 물질이 방출하는 색상은 화염의 온도와 연소되는 화학 물질에 따라 화염에 의해 전체 빛 스펙트럼이 나타날 수 있으므로 실험실에서도 중요합니다. 우리는 불꽃의 9가지 색깔과 그것이 지금 일어나는 이유를 발견할 것입니다.

©LYagovy/(게티 이미지 경유)

화염은 산소와 빠르게 결합하여 연소되는 과정입니다. 이는 산소(O)와 연소 물질이 결합하여 주변으로 에너지를 방출하는 발열 반응에 의해 발생합니다. 연소는 이러한 에너지 방출을 통해 빛과 열을 생성합니다.

불꽃의 온도와 색깔은 연소되는 물질에 따라 달라집니다. 물질이 연소되는 열이 높을수록 불꽃의 색이 결정됩니다.

흔히 볼 수 있는 화재 중에서 가장 뜨거운 불꽃은 파란색으로 타오릅니다. 열의 온도가 내려감에 따라 불꽃은 흰색, 노란색, 주황색, 밝은 빨간색, 어두운 빨간색으로 나타납니다. 특정 사물을 적절한 상황에서 적절한 온도로 태우면 핑크, 그린, 블랙 등 참신한 색상의 불꽃이 탄생합니다.

원자가 가열되면 전자는 자연적으로 존재하는 것보다 더 높은 에너지 준위로 점프합니다. 이는 열의 열에너지가 운동에너지가 되어 전자를 가속시키기 때문이다.

이 가속은 전자를 일반적으로 있는 궤도보다 더 높은 궤도로 밀어낼 정도로 극적입니다. 여기된 전자가 더 높은 궤도에서 다시 정상 궤도로 떨어지면 광자를 방출합니다.

이러한 특정 양성자는 종종 인간에 의해 빛으로 인식됩니다. 물질에 따라 빛이 발생하려면 일정량의 열이 필요합니다. 이 빛은 무엇이 타고 있는지에 따라 달라집니다.

©Martina Unbehaben/Shutterstock.com

마그네슘(Mg)이 연소되면 백색광이 생성됩니다. 베릴륨(Be)이 포함된 물질을 연소하면 흰색 불꽃도 발생합니다.

Epsom 염으로도 알려져 있는 황산마그네슘(MgSO4)은 실험실 외부에서 백색 화재를 원할 때 가장 일반적으로 연소되는 물질입니다. 그러나 장작불에 엡솜염을 태울 경우 흰색 불꽃이 생성되지 않습니다. 왜냐하면 흰색 불꽃이 존재하는 탄화수소의 연소 색상에 압도되기 때문입니다.

엡솜염을 태울 때 흰색 불꽃을 얻으려면 태울 때 실제로 눈에 보이지 않는 물질이 초기 불에 연료를 공급해야 합니다. 이러한 물질에는 에탄올, 메탄올, 이소프로필 알코올이 포함됩니다. 이것이 대부분의 백색 불이 불 연기자들에 의해 만들어지는 방식입니다.

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화염이 파란색으로 보이도록 의도적으로 조작하는 것은 염화 제1구리(CuCl) 또는 보다 일반적으로 부탄(C4H10)을 연소시켜 수행됩니다. 비소(As)가 있으면 푸른 불꽃이 생기고, 게르마늄(Ge)이 있으면 옅은 푸른 불꽃이 생긴다.

소방을 논의할 때 푸른 불꽃을 이해하는 것이 특히 중요합니다. 그을린 나무에서 타는 물체의 표면은 화씨 842도에서 1292도 사이입니다.

이 범위의 최고치를 초과하면 연기가 나는 물체에서 방출되는 열이 연기가 나는 표면을 감싸는 짧은 파란색 불꽃을 생성합니다. 이것은 독특한 환경에서 탄화수소가 연소되는 예이며, 나무가 이렇게 뜨거워지려면 표면이 연기가 나는 숯이어야 합니다. 이 상황을 벗어난 푸른 불꽃은 일반적으로 물체가 화씨 2600도 이상이 될 때까지 나타나지 않습니다.

이러한 푸른 불꽃은 임계 방사선 수준을 초과하여 주변 환경이 가연성 물체 자체보다 훨씬 더 뜨거워지기 때문에 발생합니다. 이 푸른 불꽃은 방사선 조사로 인해 대부분의 주택 화재와 산불이 퍼지는 원인이 됩니다. 이는 불이 타면서 주변 물체가 독립적으로 불타기 시작하는 지점까지 가열된다는 것을 의미합니다. 이 독립된 불꽃은 낮은 곳에 있는 푸른 불꽃으로 시작됩니다.