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¿Es el fuego un gas, líquido o sólido?

¿Es el fuego un gas, líquido o sólido?

Los antiguos griegos y alquimistas pensaban que el fuego era en sí mismo un elemento, junto con la tierra, el aire y el agua. Sin embargo, la definición moderna de un elemento lo define por el número de protones que posee una sustancia pura. El fuego está compuesto de muchas sustancias diferentes, por lo que no es un elemento.

En su mayor parte, el fuego es una mezcla de gases calientes. Las llamas son el resultado de una reacción química, principalmente entre el oxígeno en el aire y un combustible, como la madera o el propano. Además de otros productos, la reacción produce dióxido de carbono, vapor, luz y calor. Si la llama está suficientemente caliente, los gases se ionizan y se convierten en otro estado de la materia: plasma. Quemar un metal, como el magnesio, puede ionizar los átomos y formar plasma. Este tipo de oxidación es la fuente de la intensa luz y calor de una antorcha de plasma.

Si bien hay una pequeña cantidad de ionización en un incendio ordinario, la mayor parte de la materia en la llama es un gas, por lo que la respuesta más segura para "¿Cuál es el estado de la materia del fuego?" es decir que es un gas. O bien, puede decir que es principalmente gas, con una menor cantidad de plasma.

Composición diferente para partes de una llama

La estructura de una llama varía, según la parte que esté mirando. Cerca de la base de la llama, el oxígeno y el vapor de combustible se mezclan como gas no quemado. La composición de esta parte de la llama depende del combustible que se esté utilizando. Por encima de esto está la región donde las moléculas reaccionan entre sí en la reacción de combustión. Nuevamente, los reactivos y productos dependen de la naturaleza del combustible. Por encima de esta región, la combustión está completa y se pueden encontrar los productos de la reacción química. Típicamente esto es vapor de agua y dióxido de carbono. Si la combustión es incompleta, un fuego también puede emitir pequeñas partículas sólidas de hollín o cenizas. Se pueden liberar gases adicionales de la combustión incompleta, especialmente del combustible "sucio", como el monóxido de carbono o el dióxido de azufre.

Si bien es difícil verlo, las llamas se expanden hacia afuera como otros gases. En parte, esto es difícil de observar porque solo vemos la porción de la llama que está lo suficientemente caliente como para emitir luz. Una llama no es redonda (excepto en el espacio) porque los gases calientes son menos densos que el aire circundante, por lo que se elevan.

El color de la llama es una indicación de su temperatura y también de la composición química del combustible. Una llama emite luz incandescente, donde la luz con la energía más alta (la parte más caliente de la llama) es azul, y la que tiene menos energía (la parte más fría de la llama) es más roja. La química del combustible juega su parte. Esta es la base de la prueba de llama para identificar la composición química. Por ejemplo, una llama azul puede aparecer verde si hay una sal que contiene boro.