Hoppa direkt till innehållet

Information till studenter och medarbetare med anledning av covid-19 (Uppdaterad: 26 januari 2021)

printicon
Publicerad: 19 dec, 2014

Nu tändas tusen juleljus - ljusets kemi

NYHET Adventstid och tända ljus. Ljuset i mysbrasan eller stearinljuset uppstår när svävande kolpartiklar tar upp energin och börjar glöda. Det blir olika färger på ljuset beroende på hur varmt det är.

– I min barndom hade vi alltid levande ljus i granen. Vem skulle våga det nu? Elden är en farlig herre, men ett stilla ljus i mörkret en tyst vinternatt när kylan biter ute – det får mig att drömma om gamla tider, säger Svante Åberg, kemist och lektor vid Umeå universitet.

Människan har använt eld i minst en miljon år, men de första tändstickorna uppfanns inte förrän i början av 1800-talet. Ljus har man däremot använt under lång tid. Romarna exempelvis använde ljus som var tillverkade av bivax. Under 1100-talet infördes talgljus och 1825 fick de franska kemisterna M. E. Chevreul och J. L. Gay-Lussac patent på ljus av stearin.

Stearin och paraffin bränsle

Moderna ljus tillverkas oftast av en blandning av hård paraffin (smältpunkt 51-55 °C) och stearin. Stearin, som tillsätts för att höja smältpunkten och förlänga brinntiden, består av en blandning av palmitinsyra och stearinsyra med smältpunkterna 61°C respektive 69 °C. Själva stearinblandningen har dock lägre smältpunkt än både palmitin- och stearinsyran, bara 56 °C.

Oavsett bränslekällan kallas levande ljus ofta för stearinljus i dagligt tal. Stearinet är dock fastare i konsistensen vid rumstemperatur, är biologiskt nedbrytbart och anses ha en högre kvalitet än paraffinet.

Ljusvekar tillverkar man av flätad bomullstråd som betats med borsyra, salmiak och fosfater eftersom ren bomull skulle brinna för snabbt och dessutom ryka.

– Genom att fläta veken platt kommer den att böja sig när den förkolnar, luta ut ur ljuslågan och brinna upp. Cellulosan i veken reagerar då med betsalterna i en sönderdelning som inte ger upphov till aska, berättar Svante Åberg.

Innan flätade vekar började användas var det nödvändigt att ansa levande ljus med en särskild ljussax som hade en behållare för den avklippta veken.

Ljuslågans olika färger

Många kemiska reaktioner pågår när ett stearinljus brinner -  till en kemists förtjusning. Källa: Svante Åberg

När ett ljus tänts kommer värmen från lågan att smälta stearinet, vilket sedan sugs upp längs veken av kapillärkraften och förångas.

Strax ovanför och runtom den brinnande veken finns en mörk zon och ovanför den ett lysande gult område. Längst ner är lågan ljust blå. Temperaturen i den mörka zonen är ganska låg, omkring 600 °C, och ökar till omkring 1200 °C i mitten av det gula området. Den högsta temperaturen, 1400 °C återfinner man i den övre ytterkanten av den lysande gula delen av lågan.

– Den intressantaste delen av lågan är det lysande gula området, från vilket huvuddelen av ljusutstrålningen kommer. Detta område kallas också kolzonen eftersom det består av sotpartiklar av kol. Dessa bildas överst i den mörka zonen från sönderdelat stearin, säger Svante Åberg.

Mest värmestrålning

Det flytande smälta stearinet utgör bränslet i ljuset. Mindre än 0,4 procent av den energi som bildas när ett ljus brinner utstrålas i form av synligt ljus. Den mesta strålningen utsänds som värmestrålning inom det infraröda området. Detta är gynnsamt, eftersom vinternätter i Sverige inte bara är mörka utan också kalla.

Att stöpa sina egna ljus till julen är fortfarande en uppskattad aktivitet på många håll, men alls inte samma nödvändiga syssla som förr i tiden.

Svante Åbergs partytrick:

Svante Åberg, lektor vid kemiska institutionen.

– Under några ögonblick efter att man har släckt ett stearinljus fortsätter stearin av förångas, vilken man kan se som ett tunt stråk av rök från veken. Man kan få lågan att hoppa cirka fem centimeter från en tändsticka ned till veken via rökslingan.

Källa: Wikipedia, Skolkemi: http://school.chem.umu.se/

Foto adventsljusstake:  www.fotoakuten.se

Redaktör: Ingrid Söderbergh