Os antigos gregos e alquimistas pensavam que o fogo era um elemento, juntamente com a terra, o ar e a água. Contudo, a definição moderna de um elemento refere-se ao número de prótons uma substância pura possui. O fogo é composto de muitas substâncias diferentes, portanto não é um elemento.
Na maior parte, o fogo é uma mistura de gases quentes. Chamas são o resultado de uma reação química, principalmente entre o oxigênio no ar e um combustível, como madeira ou propano. Além de outros produtos, a reação produz dióxido de carbono, vapor, luz e calor. Se a chama estiver quente o suficiente, os gases são ionizados e se tornam mais um Estado da matéria: plasma. A queima de um metal, como o magnésio, pode ionizar os átomos e formar plasma. Esse tipo de oxidação é a fonte da intensa luz e calor de uma tocha de plasma.
Embora exista uma pequena quantidade de ionização em um incêndio comum, a maior parte da matéria na chama é um gás. Assim, a resposta mais segura para "Qual é o estado da matéria de fogo?" é dizer que é um gás. Ou, você pode dizer que é principalmente gás, com uma quantidade menor de plasma.
Partes diferentes de uma chama
Existem várias partes de uma chama; cada um é composto de diferentes produtos químicos.
- Perto da base de uma chama, oxigênio e vapor de combustível se misturam como gás não queimado. A composição desta parte da chama depende do combustível que está sendo usado.
- Acima desta é a região onde as moléculas reagem umas com as outras na reação de combustão. Novamente, os reagentes e produtos dependem da natureza do combustível.
- Acima dessa região, a combustão está completa e os produtos da reação química podem ser encontrados. Normalmente, estes são vapor de água e dióxido de carbono. Se a combustão estiver incompleta, um incêndio também pode emitir pequenas partículas sólidas de fuligem ou cinza. Gases adicionais podem ser liberados por combustão incompleta, especialmente de combustível "sujo", como monóxido de carbono ou dióxido de enxofre.
Embora seja difícil vê-lo, as chamas se expandem para fora como outros gases. Em parte, isso é difícil de observar, porque só vemos a parte da chama quente o suficiente para emitir luz. Uma chama não é redonda (exceto no espaço) porque os gases quentes são menos densos que o ar circundante e, portanto, sobem.
A cor da chama é uma indicação de sua temperatura e da composição química do combustível. Uma chama emite luz incandescente, o que significa que a luz com a energia mais alta (a parte mais quente da chama) é azul e a com a menor energia (a parte mais fria da chama) é mais vermelha. A química do combustível também tem seu papel, e esta é a base para o teste de chama para identificar a composição química. Por exemplo, uma chama azul pode aparecer verde se um sal contendo boro estiver presente.