Filmlerden ve benzin istasyonlarındaki işaretlerden anladığımız kadarı ile yerdeki bir benzin birikintisine sigaramızı fırlatırsak hemen patlıyor. Bu nedenle benzin istasyonlarında sigara içmek çok ama çok tehlikeli. Zaten cep telefonundan da kıvılcım çıkabildiği için telefonla da konuşmamamız lazım. Gelin bugünkü ukalalığımız kapsamında tüm bunların tam olarak ne kadar gerzekçe olduğunu inceleyelim biraz.
Yanar Döner Bir Üçgen
Kimya dersinde dinlemediğimiz bir noktada hocanın muhtemelen zaten anlatmış olduğu gibi ateş yakmak aslında o kadar kolay bir şey değil. Her şeyden önce ateş üçgeni tabir ettiğimiz üçlü şartlar dengesinin oluşması gerekiyor bir şeyin yanması için.
- Yakıt
- Isı
- Oksijen
Kimyada tutuşma dediğimiz olayın gerçekleşmesi genel olarak serbest radikallerin oluşmasına bağlıdır. Eşleşmemiş elektronları olan molekül veya atomlara “serbest radikal” diyoruz. Serbest radikaller bahsi geçen eşleşmemiş elektronlardan dolayı bayağı reaktif, sağa sola bulaşan bir yapıya sahiptirler. Yeterince enerji emen normal bir hava molekülü çift bağlantısını kopararak iki tane oksijen serbest radikali oluşturur, bu radikaller de gidip aynı şekilde başkasına sataşarak zincirleme bir reaksiyona yol açar.
Radikal İşler
Elbette bu bir genelleme. Ancak yeterli şartlar sağlandığında her hidrokarbon temelli yakıtın yanma sonucunda su ve karbondioksite dönüştüğünü söyleyebiliriz. Sorumlusu serbest radikallerdir.
Sıvı halde benzin zaten tutuşabilme özelliğine sahip değildir. Zira tek başına oksijen içermez. Tutuşmanın gerçekleşebilmesi için oksijenin yakıtla uygun bir miktarda karışması gerekir. Bahsi geçen “uygun miktar” ise yakıttan yakıta değişebilir. Bundan çok önemli iki sonuç çıkarabiliriz:
Birincisi benzinin tutuştuğu durumlarda aslında tutuşan benzin değil benzinin üzerinde oluşan, hava ile karışık benzin buharıdır.
İkincisi ise yanmanın oksijensiz olamayacağıdır. Yangın söndürücüler tam olarak bu sebepten karbondioksit içerirler.
Şimdi “Ne değişecek? Ha benzin ha benzin buharı… Sonuçta yangın çıkıyor işte” diyebilirsiniz. Ama başta da söylediğim gibi o iş o kadar kolay değil.
İnce İşler
Benzinin yeterli ısıyla tutuşması için havayla karışması gereken oran, yani yanma penceresi %1.4 ile %7.6 arasındadır. Bir başka değişle normal şartlar altında içinde %21 oranında oksijen olan bir havada %1.4 ila %7.6 arasında benzin buharı olmalıdır ki yakıt, yeterli ısı ile karşılaşıp gerekli enerjiyi aldığında tutuşma gerçekleşsin. Farkındaysanız bu, kaza eseri tutturması son derece zor ve oldukça spesifik bir oran.
Yaygın inanışın aksine benzin o kadar da yanıcı bir madde değildir.
“O zaman otomobil motorları nasıl çalışıyor?” sorusunun cevabı ise çok basit. İçten yanmalı benzin motorlarının silindirleri benzini tam olarak bujilerin sağladığı enerji ile tutuşacak oranda hava ile karıştırırlar. Yani evet… Benzin yanması zor bir madde olsa da otomobil motoru da küçük bir kimya laboratuarıdır.
%1.4’ün altındaki karışımlarda yanma adındaki zincirleme reaksiyonun devam edebilmesi için yeterli ısı çıkmaz. %7.6’nın üzerinde de reaksiyonun yani yanmanın devam edebilmesi için yeterli oksijen yoktur.
Yoksa 280 derece ısı benzinin tutuşması için yeterli olacaktır.
O zaman son bir soru kaldı: Ucundaki alev rahat rahat 280 dereceyi geçen sigara yere düşerken belirli bir yükseklikte mutlaka doğru oranda hava ve benzin buharı karışımının içinden geçerek yangın çıkarmaz mı?
Çıkarmaz… Muhtemelen
Bunun da iki tane sebebi var.
Her şeyden önce 280 derecelik bir objenin başka bir objeye dokunması o objenin de hemen aynı ısıya ulaşacağı anlamına gelmez. Isının aktarılması gerekir. Herhangi bir aktarmada da enerji kaybı kaçınılmazdır. Üstelik bu aktarma zaman alacaktır. Sigara herhangi bir benzin-hava karışımı oranının bulunduğu yükseklikten ısıyı transfer edebileceğinden çok daha hızlı düşeceği için tutuşmanın gerçekleşmesi neredeyse imkansızdır.
İkinci problem de sigara dediğimiz nesnenin tasarımı. Sigaranın ucu çok sıcak olmasına karşın yanan bir sigarada tütün büyük bir hızla oksijen tüketeceği için işler karışır. En başta benzinin tutuşması için gerekli karışım oranlarından bahsederken normal şartlar altında havada %21 oksijen olacağından bahsetmiştik. Sigara bu oranı çok çabuk düşürür. Benzinin de hava ile karışma oranı ne olursa olsun tutuşmasını sağlayacak minimum bir oksijen oranı vardır. Bu oran da %12 civarındadır. Zira tutuşmayı sağlayan hava değil havanın içindeki oksijendir. %12 oksijen oranının altında benzinin tutuşması imkansızdır.
Tüm bu bilgiler ışığında “Sigara, benzini asla tutuşturmaz” diyebilir miyiz?
Elbette ki hayır. Kontrolümüz dışında, çok abuk durumlarda, benzin elbette alev alabilir. Dolayısı ile benzin istasyonlarında sağa sola sigara fırlatmanın alemi yok. Genelde herhangi bir yakıtın yanına ateşle yaklaşmak salakça bir davranış olacaktır.
Sigara, doğru şartlar sağlanırsa benzini tutuşturabilir. Ama bunun gerçekleşmesi bayağı ufak bir ihtimaldir.
Bu piston animasyonu… By Zephyris – Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10896588