Así es como se quema la lana de acero (y por qué se parece a la muerte de Krypton)

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La lana de acero ardiente es épica

Esa lana de acero áspera que limpia tus sartenes mugrientas es más que trabajadora; es absolutamente magnífico cuando se enciende en llamas, como lo mostró el usuario de Reddit ChazDodge en un video reciente que hace que el enjambre ardiente parezca la muerte del planeta Krypton.

Aunque no es una explosión causada por una reacción en cadena nuclear, a la Krypton, el espectáculo de luces creado por la lana de acero en combustión es el resultado de la oxidación a alta velocidad.

Así es como funciona: cada vez que algo arde, estás viendo la oxidación. Eso significa que algunos elementos químicos se mezclan con el oxígeno. El óxido, por ejemplo, ocurre cuando el oxígeno golpea al hierro, lo que resulta en óxido de hierro. La oxidación es una versión lenta de la reacción que se observa en el poste de Reddit de las tiras de metal que se están quemando (oxidando) que forman la lana de acero. [Can Humans Spontaneously Combust?]

Sin embargo, utilizamos nuestros utensilios de cocina de acero inoxidable (que contiene hierro) sin esperar que estallen en llamas debido a una chispa errante. ¿Qué da?

La razón por la cual un bloque de hierro como un utensilio no se incendia es porque el área de superficie es pequeña, en relación con el volumen, Jason Benedict, profesor asociado de química en la Universidad de Buffalo, le dijo a Live Science. La oxidación del hierro en realidad genera algo de calor en la reacción, pero es una cantidad muy pequeña. Además, un gran bloque de hierro puede absorber y disipar una gran cantidad de esa energía térmica antes de que la temperatura del bloque suba. (Puede ver este efecto al calentar una cuchara de metal cuando se remueve la pasta hirviendo; una pequeña se calienta demasiado rápido para sostenerse, mientras que una cuchara más grande tarda más).

La lana de acero, por otro lado, está hecha de muchos hilos delgados, por lo que muchos más átomos de hierro están en contacto con el oxígeno del aire. Cuando agrega calor (como el de una llama), agrega energía al hierro, y eso hace que el hierro tenga más probabilidades de reaccionar con otros elementos.

"Cuando agregas calor, estás superando una barrera de energía para que la reacción suceda más rápido", dijo Benedict. Una vez que esa reacción se pone en marcha, y porque genera calor en sí misma, calienta los átomos vecinos. En un bloque de hierro, el calor se disipa a muchos otros átomos de hierro. Pero en una delgada fibra de hierro, hay menos material sólido para absorberlo (el aire absorbe el calor, pero de manera mucho más eficiente que los sólidos), por lo que sigue ardiendo. El producto de la quemadura es trozos de óxido u óxido de hierro, del mismo modo que el producto de la combustión de la madera es una ceniza negra (o carbono).

El contacto con el oxígeno es crucial para saber qué tan rápido y qué tan caliente arde el hierro en la lana de acero: un ambiente de oxígeno puro hace que las llamas sean mucho más calientes y el hierro se quema más rápido. (Mientras que la lana de acero a menudo está cubierta por otros productos químicos, como jabón en polvo, por ejemplo, solo el hierro se quema y se mezcla con oxígeno)

El aire tiene solo un 20 por ciento de oxígeno, por lo que la combustión ocurre a una velocidad media que se parece a un fusible de dinamita de dibujos animados. Eso es lo que está sucediendo en el video: hay suficiente oxígeno para quemar la plancha, pero no lo suficiente como para que estalle en llamas a la vez. De nuevo, uno puede dibujar una analogía con la madera: soplar en una llama pequeña y el oxígeno adicional puede hacer que la madera arda más rápido, mientras que si cierras los respiraderos en una estufa de leña anticuada, el fuego se apaga hasta rescoldos y quemaduras más despacio.

Esta es también la razón por la que los metales en polvo se queman fácilmente y, por lo tanto, se usan en la soldadura. La termita es un buen ejemplo: la termita es una mezcla de hierro y polvo de aluminio que cuando se calienta lo suficiente comenzará a reaccionar con oxígeno y quema a una temperatura alta, lo suficiente como para fundir el metal y soldarlo. Thermite también aparece el 4 de julio: es un ingrediente en las cosas que recubre a las bengalas.

Nota del editor: Este artículo se actualizó para indicar que Jason Benedict es un profesor asociado, no un profesor asistente, como se había indicado.

Publicado originalmente en Live Science.

        

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