Bambini curiosi: quando passo un fiammifero come fa a fare il fuoco?

Curious Kids è una serie per bambini. Se hai una domanda a cui vorresti che rispondesse un esperto, mandala a [email protected] Potrebbe anche piacerti il podcast Imagine This, una coproduzione tra ABC KIDS listen e The Conversation, basato su Curious Kids.

Quando passo il fiammifero come fa a fare il fuoco? Grazie. – Laura, 5 anni, Brisbane.

Sono contento che tu me l’abbia chiesto, Laura. Mi sono interessata alla scienza del fuoco e dei fuochi d’artificio per molto tempo, e posso dirti che ci sono molte cose che accadono nel brevissimo tempo che ci vuole per accendere un fiammifero.

Ma prima voglio dare un avvertimento importante: i fiammiferi sono pericolosi e non dovrebbero essere usati senza supervisione. Puoi ferire te stesso, i tuoi amici e la tua famiglia, distruggere la tua casa o danneggiare l’ambiente.

Ora, torniamo alla scienza.

Frizione

Per capire come il fiammifero può prendere fuoco, dobbiamo prima capire qualcosa chiamato “attrito”. L’attrito è quando si strofinano due cose insieme e si crea calore. Avete mai sfregato le vostre mani insieme in una mattina fredda per riscaldarle? Quello è attrito.

(Per gli adulti che leggono, l’attrito converte l’energia cinetica in energia termica.)

L’attrito è importante per la prima parte dell’accensione di un fiammifero. Si strofina la testa del fiammifero contro la striscia rossa sul lato della scatola di fiammiferi.

Questa striscia sulla scatola contiene un po’ di polvere di vetro per renderla extra ruvida. Grattando la testa del fiammifero ruvida contro la striscia ruvida si crea attrito. Questo crea abbastanza calore per iniziare una serie di reazioni chimiche.

Reazioni chimiche

Probabilmente conosci le reazioni chimiche. È quando una sostanza chimica interagisce con un’altra sostanza chimica, e si verifica un cambiamento. Forse hai aggiunto l’aceto al bicarbonato per creare un mini vulcano. Questa è una reazione chimica. Il calore può aiutare a dare il via ad alcune reazioni chimiche o a farle avvenire più velocemente.

Ci sono molte reazioni chimiche coinvolte nell’accensione di un fiammifero.

Sorprendentemente, la prima sostanza chimica a reagire non è sul fiammifero, ma sulla scatola!

Questa sostanza chimica si chiama “fosforo rosso”. Ai nostri occhi sembra solo una polvere rossa. Ma se si fa uno zoom per vedere come sono disposti tutti i suoi atomi, sembrerebbe un mucchio di triangoli e altre forme incastrate insieme in una lunga catena.

Quando si strofina il fiammifero sulla scatola, si ottiene attrito, il che significa che si ottiene calore. Questo calore provoca la rottura di una piccola parte della catena di fosforo rosso.

Quando questo accade, una parte del fosforo rosso si trasforma in un’altra sostanza chimica chiamata “fosforo bianco”. Esso reagisce immediatamente con un gas nell’aria chiamato ossigeno. Questo crea molto più calore.

Quindi la storia finora: l’attrito rompe la catena del fosforo rosso, che permette al fosforo bianco di reagire con l’ossigeno e il fiammifero comincia a scaldarsi.

Ma la storia non finisce qui.

Combustibile + calore + ossigeno = fuoco

Per un fuoco servono tre ingredienti: combustibile, calore e ossigeno.

L’attrito e il fosforo bianco hanno fornito il calore iniziale, e ora il fiammifero ha bisogno di carburante e ossigeno per continuare a bruciare.

Il combustibile proviene dallo zolfo (che è un’altra sostanza chimica) e dalla cera nella testa del fiammifero. Viene anche dal legno del fiammifero.

Per quanto riguarda l’ossigeno, il fiammifero ha una scorta segreta. All’interno della testa del fiammifero c’è un’altra sostanza chimica chiamata “clorato di potassio”. Quando si scalda, rilascia molto ossigeno extra e calore. Questo fa sì che la testa del fiammifero bruci velocemente e fortemente.

Quando metti tutto insieme – il calore, il combustibile e l’ossigeno – ottieni una fiamma! E incredibilmente, tutta questa chimica avviene in una frazione di secondo.

Fiammiferi ‘Strike anywhere’

Quelli che ho descritto sono fiammiferi di sicurezza, che sono quelli che probabilmente avete in casa.

Ma forse avete visto un vecchio film di cowboy, o un cartone animato, dove un personaggio ha acceso un fiammifero con lo stivale, un muro, o qualcos’altro che non è una scatola di fiammiferi.

Questi fiammiferi sono conosciuti come “strike anywhere”, e funzionano in modo molto simile ai fiammiferi di sicurezza.

La differenza è che il componente di fosforo è nella testa del fiammifero piuttosto che sulla scatola.

Mentre questo è conveniente, è anche molto più pericoloso!

Perciò ricordate – qualsiasi tipo di fiammifero può essere molto, molto pericoloso, quindi non usatelo mai senza la supervisione di un adulto.

Ciao, bambini curiosi! Avete una domanda a cui vorreste che rispondesse un esperto? Chiedi a un adulto di inviare la tua domanda a [email protected]

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