Kun poltat a kynttilä, lopputuloksena on vähemmän vahaa polttamisen jälkeen kuin aloitit. Tämä johtuu siitä, että vaha hapettaa tai palaa liekissä tuottaen vettä ja hiilidioksidia, jotka hajoavat ilmassa kynttilän ympärillä reaktiossa, joka tuottaa myös valoa ja lämpöä.
Kynttilänvahan palaminen
Kynttilävaha, jota kutsutaan myös parafiiniksi, koostuu kytkettyjen hiiliatomien ketjuista, joita ympäröivät vetyatomit. Nämä hiilivetymolekyylit voivat palaa kokonaan. Kun sytytät kynttilän, sydämen lähellä oleva vaha sulaa nesteeksi.
Liekin lämpö höyrystää vahamolekyylejä ja ne reagoivat ilman hapen kanssa. Kun vahaa kulutetaan, kapillaarivaikutus vetää enemmän nestemäistä vahaa takaa pitkin. Niin kauan kuin vaha ei sulaa pois liekistä, liekki kuluttaa sen kokonaan eikä jätä tuhka- tai vahajäämiä.
Sekä valoa että lämpöä säteilee kaikkiin suuntiin kynttilän liekistä. Noin neljäsosa energiasta palamisesta päästää lämmönä. Lämpö ylläpitää reaktiota, höyrystäen vahaa niin, että se voi palaa, sulaen sen ylläpitämään polttoaineen määrää. Reaktio päättyy, kun polttoainetta (vahaa) ei enää ole tai kun lämpöä ei ole riittävästi vahan sulattamiseksi.
Vaavan palamisen yhtälö
Vahan palamisen tarkka yhtälö riippuu käytetystä vahatyypistä, mutta kaikki yhtälöt noudattavat samaa yleistä muotoa. Lämpö aloittaa hiilivedyn ja hapen välisen reaktion hiilidioksidin, veden ja energian (lämpö ja valo) tuottamiseksi. Parafiinikynttilän tasapainotettu kemiallinen yhtälö on:
C25H52 + 38 O2 → 25 CO2 + 26 H2O
On mielenkiintoista huomata, että vaikka vettä vapautuu, ilma tuntuu usein kuivalta, kun kynttilä tai tuli palaa. Tämä johtuu siitä, että lämpötilan nousu sallii ilman pitää enemmän vesihöyryä.
Et todennäköisesti hengitä vahaa
Kun kynttilä palaa tasaisesti kyynelmuotoisella liekillä, palaminen on erittäin tehokasta. Ainoa, mikä vapautuu ilmaan, on hiilidioksidi ja vesi. Kun sytytät kynttilän ensimmäistä kertaa tai jos kynttilä palaa epävakaissa olosuhteissa, saatat nähdä liekin välkkyvän. Vilkkuva liekki voi aiheuttaa palamiseen tarvittavan lämmön vaihtelun.
Jos näet savun määrän, se on nokea (hiiltä) epätäydellisestä palamisesta. Höyrystynyt vaha esiintyy oikein liekin ympärillä, mutta se ei kulje kovin pitkälle tai kestää hyvin kauan kun kynttilä on sammutettu.
Yksi mielenkiintoinen projekti kokeilla on sammuttaa kynttilä ja sytyttää se etäältä toisella liekillä. Jos pidät valaistua kynttilää, tulitikkua tai sytytystä juuri vasta sammutetun kynttilän lähellä, voit seurata liekin kulkevan vahan höyrypolun pitkin kynttilän sytyttämiseksi.