Esperimenti sulla combustione

La combustione di ramoscelli d’abete

La stagione estiva è tristemente nota per i frequenti incendi delle foreste che si verificano in Spagna, Portogallo e altri paesi del bacino del Mediterraneo ma anche in altre regioni relativamente aride del pianeta come ad esempio la parte occidentale degli Stati Uniti. Durante il processo di combustione, la materia solida viene trasformata e trasportata nell’atmosfera. Tenteremo di studiare questo fenomeno in un esperimento che simula il comportamento degli incendi.
 

Parte 1 - Misurazione della perdita di peso

Materiale:

150 g di materiale vegetale secco (ramoscelli d’abete)
fiammiferi o accendino tascabile
una grande ciotola di plastica
un focolare (teglia grill)
un recipiente antifiamma di adeguate dimensioni (una teglia da forno ricoperta da un foglio di alluminio)
una bilancia da cucina
 

Procedura

Ridurre in piccoli pezzi 150 g. di materiale vegetale secco e misurarne il peso esatto con l’ausilio di una bilancia da cucina, utilizzando ad esempio una ciotola di plastica.

Misurare il peso a vuoto del recipiente.

Trasferire i ramoscelli nel recipiente (teglia da forno) e bruciarli, se necessario utilizzando alcool. I ramoscelli dovranno essere sufficientemente secchi da essere quasi completamente distrutti dal fuoco.

Al termine del processo di combustione, misurare il peso della cenere prodottasi all’interno del recipiente: il peso della cenere viene determinato sottraendo il peso a vuoto del recipiente dal peso del recipiente contenente la cenere.

I risultati di un esperimento dimostrativo:

Peso della teglia vuota:	314 g
Peso della teglia contenente la cenere:	321 g
Peso netto della cenere:	7 g

Dalla combustione di 140 g. di materiale vegetale si ottengono solo 7 g. di cenere.
 

Interpretazione

Domanda 1: perché la massa di cenere è molto inferiore alla massa vegetale originale?
Domanda 2: sotto quale forma se ne è andata la massa mancante?
Domanda 3: quanto è rimasta nell’aria la massa persa durante il processo di combustione?
 

Parte 2 – La raccolta di particelle durante il processo di combustione

Materiale:

Materiale vegetale secco
fiammiferi o accendino tascabile
un fornello
un recipiente antifiamma per il processo di combustione
un aspirapolvere
un imbuto di grandi dimensioni
un foglio di carta da filtro bianca (simile a quella utilizzata nelle macchine per il caffè)
nastro adesivo
un microscopio (facoltativo)

Procedimento

Servendosi del nastro adesivo fissare l’imbuto al tubo di aspirazione dell’aspiravolvere in modo tale che la parte terminale dell’imbuto sia rivolta all’interno del tubo. Con l’ausilio del nastro adesivo, fissare la carta da filtro all’imbuto in modo tale che la carta ricopra il foro dell’imbuto.

Durante la combustione del materiale vegetale, posizionare l’imbuto vicino al pennacchio di fumo. (Attenzione, non troppo vicino o al di sopra dell’area di combustione.) Aspirare l’aria emessa, incluse le particelle, con l’aspirapolvere attraverso la carta da filtro.

Dopo aver eseguito 5 minuti di campionamento, analizzare i cambiamenti che si sono verificati sulla carta da filtro.

Il filtro pulito e il filtro ottenuto dopo il campionamento possono essere messi a confronto al microscopio qualora tale strumento sia disponibile.

Risultato:

Il processo di combustione produce particelle solide aerosospese.

Interpretazione:

Domanda: che significato riveste questo esperimento se confrontato con la situazione reale?