Palaminen

Wikipedia

Palaminen on aineen yhdistymistä happeen siten, että vapautuu runsaasti lämpöä. Tavallisimmin palamisella tarkoitetaan niin nopeaa reaktiota, että aineen lämpötila nousee useisiin satoihin asteisiin. Esimerkiksi ruostumista ei pidetä palamisena, vaikka siinä rauta yhtyy happeen. Erityisen nopeaa palamista kutsutaan lähteestä riippuen humahtamiseksi ja räjähtämiseksi. Palamisesta voi syntyä kaasussa tapahtuva valoilmiö, jota kutsutaan liekiksi. Ilman liekkiä tapahtuvaa palamista kutsutaan hehkupaloksi. Kun arkikielessä puhutaan tulesta, tarkoitetaan yleensä liekkipaloa. Hallinnasta riistäytynyttä palamista sanotaan tulipaloksi.

Kemiassa ja biologiassa puhutaan kuitenkin myös hitaasta palamisesta, jossa lämpö ehtii levitä ympäristöön siten, ettei tulenliekkejä esiinny eikä lämpötila nouse kovin korkeaksi. Sellaista tapahtuu esimerkiksi lahoamisessa ja hengityksessä.

Sisällysluettelo 1 Palamiseen liittyviä vanhoja sanoja 2 Palon edellytykset 3 Palaminen kemiallisena reaktiona 4 Tulentekotapoja 5 Lähteet

[muokkaa] Palamiseen liittyviä vanhoja sanoja

Sana palaa on ikivanha ja omaperäinen sana suomensukuisissa kielissä. Se on johdettu syömistä tai nielemistä merkitsevästä kantasanasta pala (rekonstruktio). Samasta kantasanasta on johdettu myös osaa merkitsevä sana pala (myös palanen), alun perin "suupalan" merkityksessä. Sanat palella ja pakkanen taas on ilmeisesti johdettu palaa-sanasta, ja tällöin on ajateltu, että pakkanen polttaa tai on voimakas kuin tuli. Sama ajatus, tulen ja kylmän vertaus, on pohjalla myös paljon myöhemmässä sanassa tulipalopakkanen, joka tavallaan ilmaisee saman asian kahdesti. Tulipalopakkasella tarkoitetaan myös kovia pakkasia joiden aikana varsinkin ennen oli vaara että talo syttyy palamaan koska sitä täytyi lämmittää niin paljon ja voimakkaasti pitkiäkin aikoja esimerkiksi piipun halkeaminen saattoi tapahtua suurissa lämpötilavaihteluissa.

Sana syttyä on ilmeisesti tarkoittanut tulen iskemistä eli tulen sytyttämistä kipinöistä, jotka saatiin lyömällä esineitä vastakkain. Sana syttyä on yleisimmän käsityksen mukaan johdettu yhteen iskemistä merkitsevästä syteä-verbistä. Samasta juontuvat myös sanat sykkiä ja sysätä. Tuli on siis sytytetty "sysäämällä" esineitä yhteen. Sykkimisen merkityksen kautta myös sana sydän on samaa kantaa. Toisen teorian mukaan sana syttyä on ikivanhaa lainaa arjalaiskielistä, mutta tässäkin tapauksessa se olisi alun perin merkinnyt juuri tulen iskentää.

Polttaa-sanasta paljastuu toinen tulen sytyttämisen tapa. Sana polttaa on sukua porata-sanalle, ja tämä yhteys käy selvemmäksi läheisistä sanoista porottaa ja poro (tuhka). Sanojen taustalla on kitkan kasvattamaan lämpöön perustuvan tuliporan käyttö. Tulipora on keppi, jota on pyöritelty nopeaan tahtiin joko kämmenten välissä tai jousen avulla, samalla, kun sen päätä on painettu puuta vasten. Hankaus on lämmittänyt puuta ja lopulta sytyttänyt sen palamaan. Nuohous on voinut myös merkitä tulen hankaamista, ja poron tavalla myös nuoha on merkinnyt tuhkaa. Vaivoin kytevän aineksen eli kydön nostatus ilmiliekkiin, lietsonta, taas tarkoittaa puhumista tulelle eli puhaltamista tuleen, samaan tapaan kuin loitsu tarkoittaa puhumista ikään kuin jotain yliluonnollista puhaltaen. Sana liekki lieneekin tullut lietsoa-sanasta ja tarkoittanut lietsottua tulta, ilmiliekkiä. Ilmestyessään liekki leimahtaa.

Tuli lienee sanoista vanhin. Sille on vastineita kaukaisissakin suomalais-ugrilaisissa kielissä. Sitä ei tiedetä lainatun tai johdetun mistään, tosin yhteyksiä tulla-verbiin on ehdotettu. Jos näin olisi, merkitys olisi voinut kehittyä käsityksestä, että tuli tulee eli ilmestyy, kuten on asian laita sanassa ilmiliekki.

[muokkaa] Palon edellytykset

Liekkipalo vaatii yllä pysyäkseen syttyvää ainetta, riittävän korkeaa lämpötilaa, riittävästi happea sekä katkeamatonta ketjureaktiota. Näistä katkeamaton ketjureaktio on arkielämässä melko tuntematon käsite. Se tarkoittaa palavasta aineesta irtoavien ja palamisen virittämien vapaiden radikaalien jatkuvaa kohtaamista, mistä syntyy liekki. Liekkipalo on siis pohjimmiltaan kaasun palamista.

Vain kiinteät aineet voivat palaa hehkumalla. Hehkupalon edellytykset ovat muuten samat kuin liekkipalon, mutta koska hehkuessa happi yhtyy palavaan aineeseen suoraan aineen pinnassa, katkeamatonta ketjureaktiota ei tarvita.

Kun jokin palon edellytyksistä poistetaan, palo sammuu. Esimerkiksi sammutusjauheen sammutusvaikutus perustuu ensisijaisesti ketjureaktion katkaisemiseen. Näin ollen sen teho on hehkupaloissa huomattavasti pienempi kuin liekkipaloissa.

[muokkaa] Palaminen kemiallisena reaktiona

Syttyvät aineet syttyvät kullekin aineelle ominaisessa lämpötilassa, aineen pitoisuudessa, happipitoisuudessa. Syttymiseen liittyy erilaisia ainekohtaisia lämpötiloja kuten savupiste, leimahduspiste ja palopiste. Syttyvä aine voi myös syttyä ilman ulkoista sytytyslähdettä itsesyttymislämpötilassaan.

Palaminen on eksoterminen reaktio. Aineen palaessa vapautuu kemiallista energiaa, jonka voi havaita lämpönä yleensä myös valona. Palamislämpötila ja vapautuvan energian määrä riippuu materiaalista ja palamisprosessin nopeudesta.

Kun aine palaa, muodostuu oksideja. Esimerkiksi vedyn palaessa syntyy divetyoksidia eli vettä (H₂O), korkean lämpötilan vuoksi kuitenkin höyrynä. Vesi soveltuu tämän takia palojen sammuttamiseen, sillä se on täydellisen palamisen lopputulos eikä voi enää syttyä. Toisaalta esimerkiksi hiilimonoksidi eli häkä (CO) on vain osaksi palanutta hiiltä ja se palaa herkästi edelleen, jolloin syntyy hiilidioksidia (CO₂). Hiilen palaessa syntyvä hiilimonoksidi kuitenkin leviää sellaisenaan ympäröivään ilmaan, jos happea ei ole riittävästi sen palamiseen.

Helposti palavia alkuaineita ovat myös esimerkiksi rikki ja fosfori, joiden palaessa syntyy rikkidioksidia (SO₂) ja fosforipentoksidia (P₂O₅). Palamistuotteista hiilimonoksidi, hiilidioksidi ja rikkidioksidi ovat tavallisissa lämpötiloissa kaasuja, fosforipentoksidi sitä vastoin kiinteää ainetta.

Orgaanisten yhdisteiden palaessa niiden molekyyleissä olevat atomit, etenkin hiili- ja vetyatomit irtovat toisistaan, ennen kuin ne yhtyvät ilmasta tulevan hapen kanssa hiilidioksidi- ja vetymolekyyleiksi. Esimerkiksi yksinkertaisimman orgaanisen yhdisteen, metaanin palamisreaktion kaava on

CH₄ + 2 O₂ => CO₂ + 2 H₂O

Suurimolekyylisempien orgaanisten molekyylien hajotessa palamisen yhteydessä syntyy yleensä välivaiheina eräitä pienempimolekyylisiä aineita. Mikäli ne ovat helposti haihtuvia, kuten esimerkiksi monien aineiden palaessa syntyvä akroleiini, ne helposti leviävät sellaisenaan ympäristöönkin, jolloin palaminen jää siis vaillinaiseksi, mutta ympäröivässä viileämmässä ilmassa nämä aineet jälleen tiivistyvät pieniksi hiukkasiksi. Savu koostuukin juuri tällä tavoin syntyneistä, ilmassa leijuvista hiukkasista, jotka ovat sekoittuneet palamisessa syntyneisiin kaasuihin. Koska hiili palaa hitaammin kuin vety, syntyy orgaanisten aineiden palaessa yleensä myös hienojakoista hiilipölyä, nokea. Samasta syystä esimerkiksi puun palaessa jää jäljelle hiillosta, jos tuli sammutetaan, ennen kuin se on loppuun palanut.

Yleensä orgaaniset aineet sisältävät myös palamattomia kiinteitä ainesosia, jotka jäävät muuten täydellisenkin palamisen jälkeen jäljelle tuhkana. Esimerkiksi useimpien puulajien melko suuren kaliumpitoisuuden vuoksi puun tuhka koostuu suurelta osin kaliumkarbonaatista, K₂CO₃.

[muokkaa] Tulentekotapoja

Tuli voidaan saada aikaiseksi muiden muassa seuraavilla tavoilla:

• Kitka
• Suurennuslasi
• Sytytin
• Tulitikut
• Tulukset
• muut eksotermiset kemialliset reaktiot; esimerkiksi hartsin kuumeneminen kovettuessaan

Luonnossa tuli voi syttyä muiden muassa seuraavilla tavoilla:

• Meteoriitti
• Salama
• Vulkaanisen toiminnan seurauksena
• biologinen toiminta; esimerkiksi kiivas bakteeritoiminta juuri leikatussa ruohossa

[muokkaa] Lähteet

• Erkki Itkonen (toim.): Suomen sanojen alkuperä. Suomalaisen Kirjallisuuden Seura, 1992-2000. ISBN 951-717-692-9.