Alev veya ateş denildiğinde neredeyse herkesin aklına kırmızı ve turuncu gelir. Ancak çok farklı renklerde de alevler oluşabilmektedir. Farklı renklerde alevlerin oluşmasının elbette sebepleri vardır. Ama öncelikle yanma nedir, alev nedir gibi sorulara cevap verelim.

Yanma Nedir?

Yanma, bir maddenin oksijen ile reaksiyona girmesi sonucunda yanma çeşidine göre ısı ve ışık enerjisi açığa çıkararak kimyasal bir değişime uğramasıdır. Bu reaksiyon sonucunda, maddenin molekülleri parçalanarak yeni bileşikler oluşur. Bu sürece yanma denir.

Yanma, üç temel bileşenin bir araya gelmesiyle gerçekleşir: yakıt, oksijen ve ısı. Yakıt, yanabilen maddeye denir. Oksijen ise havadan sağlanan bir bileşendir ve yanma için gereklidir. Isı ise yakıtın belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılmasıdır ve yanma sürecinin başlaması için gereklidir. Yanma reaksiyonu sırasında yakıt molekülleri, oksijen molekülleri ile birleşerek karbondioksit, su ve diğer yan ürünler gibi yeni moleküller oluşturur. Bu reaksiyon sonucunda açığa çıkan ısı ve ışık enerjisi, genellikle alevler ve sıcaklık artışı şeklinde gözlemlenebilir.

Yanma reaksiyonu, reaksiyon sonucunda ortaya çıkan enerjiler bakımından hızlı ve yavaş yanma olarak ikiye ayrılır. Yavaş yanma, yanıcı maddenin yetersiz oksijen nedeniyle, yeteri miktarda ısı, buhar veya gaz üretemediği durumlarda meydana gelir. Hızlı yanma ise yanmanın bütün belirtileri ile oluştuğu bir olaydır: Alev, ısı ve ışığın korlaşması. Mesela demirin paslanması yavaş yanma şeklinde gerçekleşirken, evlerde ocağın yanması hızlı yanma şeklinde gerçekleşir, ortaya ısı, ışık enerjisi çıkar ve alev oluşur.

Alev Nedir?

Alev, yanma işlemi sırasında açığa çıkan ısı ve ışık enerjisi sonucu oluşan sıcak, parlak gaz akışıdır. Bir yakıtın yanması sırasında, yüksek sıcaklıkta yanmış gazlar atmosfere yayılır ve ışık ve ısı yayarlar. Bu alevlerin yaydığı ışık farklı renklerde olabilirken akıllara genelde kırmızı ve turuncu gelir. Mesela çakmak yandığında alev oluşurken bu alev de ısı ve ışık üretir. Peki bu ışıkta neden maviden kırmızıya doğru bir renk geçişi söz konusudur?

Renk Nedir?

Renk, insan gözü tarafından algılanan elektromanyetik ışınımın farklı dalga boylarına verilen isimdir. Elektromanyetik ışınım, farklı dalga boylarında farklı enerji seviyelerine sahip olan bir enerji türüdür. Işık spektrumunda görülebilir bölge olarak adlandırılan bölge yaklaşık 400-700 nanometre (nm) arasındadır. Bu dalga boyları insan gözünün algılayabileceği belirli bir aralıkta olduğunda, insanlar bu enerjiyi renk olarak algılarlar. Görülebilir bölgedeki renklerin dalga boyu maviden kırmızıya doğru artmaktadır.

Çakmak alevinin başlangıcında, mavi renkli bir bölge görülür. Bu bölge, alevin en sıcak bölgesidir ve burada yanma işlemine katılan gazlar tamamen yanarlar. Bu alevin mavi olmasının nedeni, yakıtın yüksek sıcaklıklarda tamamen yanması sonucu açığa çıkan gazların, özellikle serbest atomların, yüksek enerjili elektronları uyararak kısa dalga boylarında ışık yaymasıdır. Bu ışık, mavi renkli spektrumda yer almaktadır. Ancak alevin, yanma işlemi ilerledikçe, atmosfere yayılan gazların havadaki oksijen ile daha fazla etkileşime girmesi sonucu sıcaklığı düşer. Bu durumda, alevin rengi turuncu veya kırmızıya doğru değişir. Bunun nedeni, alevin sıcaklığının düşmesiyle birlikte, alevdeki moleküllerin enerjisinin düşmesi ve daha uzun dalga boylarında ışık yaymasıdır. Bu ışık, turuncu veya kırmızı renkli spektrumda yer almaktadır.

Renk 

Dalga boyu aralığı

Kırmızı 

~700-635 nm

Turuncu 

~635-590 nm

Sarı 

~590-560 nm

Yeşil 

~560-490 nm

Mavi 

~490-450 nm

Mor 

~450-400 nm

Alevler Neden Farklı Renklidir?

Alevin rengi, yanma işlemine katılan maddelerin türüne ve miktarına bağlıdır ve alevlerin enerjilerinin farklı olmasına dayanmaktadır. Bu da aslında yanan maddenin türüne bağlı olarak değişmektedir. Örneğin doğal gaz kullanılan bir evde ocak yakıldığında çakmakta olduğu gibi maviden kırmızıya bir alev rengi görülürken mangalda bir kömür yandığında koyu turuncu-siyah bir alev rengi ortaya çıkmaktadır.

Alevlerin enerjilerinin farklı olması ise farklı maddelerdeki atomların da farklı olmasından kaynaklanır. Bir atom yüksek ısı enerjisi ile yakıldığında aldığı ısı enerjisini tekrar dışarıya vermek ister ve bunu ışık enerjisi olarak verir. Ancak her atomun bu sırada aldığı ve dolayısıyla verdiği enerjiler farklı, kendine özgü olduğundan dolayı farklı alev renkleri ortaya çıkar. Bu farklı alev renklerini oluşturan bazı elementler ve alev renkleri şu şekildedir:

Element 

Renk

Lityum 

Kırmızı

Sodyum 

Sarı – turuncu

Potasyum 

Lila – pembe

Rubidyum 

Kırmızı – kırmızımsı mor

Sezyum 

Mavi – menekşe

Kalsiyum 

Turuncu – kırmızı

Stronsiyum 

Kırmızı

Baryum 

Soluk yeşil

Bakır 

Mavi – yeşil

Kurşun 

Grimsi beyaz

Sonuç olarak, yanma işlemi sonucunda ortaya çıkabilen alevlerin renkleri sadece turuncu ve kırmızıyla sınırlı kalmayıp yakılan maddeye ve ısı şiddetine bağlı olarak alevin enerjisine göre değişiklik göstermektedir. Hatta öyle ki metanol gibi bazı maddeler yanarken alev oluşturmasına rağmen çok az enerji açığa çıkardığı için görünmez bir alev meydana getirmektedir.