Yemek pişirmekte olduğunu unutup, yemeğin yanmasına sebep olan herkes, kendisini nasıl bir görüntünün bekleyeceğini bilir. Eğer yemek adamakıllı yandıysa karşılaşacağınız simsiyah kalıntıya bakarak, ne pişirmekte olduğunuzu hatırlamakta bile zorlanabilirsiniz. Peki yemek yandığı zaman ne oluyor da yemeğin rengi siyaha dönüyor, hiç düşündünüz mü?
Sadece yemekler değil, organik olan hemen her şey karbondan ve birkaç başka elementten (oksijen, hidrojen, azot, fosfor vb.) oluşmuştur. Yemeğin yanması sırasında karbondioksit gazı salınır ve geriye çoğunlukla yanmış karbon kalır. Ancak yanmış yemeğin renginin neden siyah olduğunu anlamak için konuya biraz daha detaylı bakmamız gerekir.
Yanmak derken ne kast ediyoruz?
Yiyeceğin çok uzun bir süre yüksek sıcaklığa maruz kalmasını mı? Yoksa pişirme sırasında kazara kısa bir süre yüksek sıcaklığa maruz kalması mı?
Eğer söz konusu olan birincisiyse yemeğin içerdiği sıvılar tamamen buharlaşırken içinde bulunan her şey yanar. Geriye yanma sonucu parçalanmış ve yanmış karbon (siyah görünüme sahip) ile çok az miktarda metal kalır. İşte bu yüzden bir yemeğin adamakıllı yanması sonrasında yemek hacmini büyük oranda kaybeder.
Öte yandan yemek, pişirme sırasında kısa bir süre yüksek ısıya maruz kalırsa tamamen parçalanıp içeriğindeki sıvıların buharlaşacağı kadar ısınmaz. Yanmak yerine karamelizasyon (yiyecek sadece karbonhidrat içeriyorsa) veya maillard reaksiyonu (yiyecek amino asit içeriyorsa) gerçekleşir. Maillard reaksiyonu sonucu oluşan iştah açıcı görüntü, çoğunlukla altınımsı bir kahverengi veya siyaha yakın çok koyu bir kahverengi olur. Bu konu hakkında daha fazla bilgi edinmek isterseniz, daha önce yayınlamış olduğumuz “Dünyanın en lezzetli kimyasal reaksiyonu!” başlıklı makalemizi okuyabilirsiniz.
Çoğu organik maddenin yanması tıpkı kömür gibi siyah bir renge neden olur. Yanan yemeklerin ve kömürün siyah olduğuna bakarak, karbonun renginin siyah olduğunu düşünmüş olabilirsiniz. Ancak bu doğru değildir. Örneğin pırlanta da tıpkı kömür gibi karbondan oluşur ama kömürün simsiyah olmasına karşın pırlanta şeffaf ve parlaktır. Üstelik karbonun başka formları da vardır, örneğin grafen, grafit vb. bunlar karbon allotropları olarak bilinirler.
Karbon atomunun 4 valans elektronu vardır. Yukarıdaki resimde görüldüğü gibi; pırlantadaki her karbon atomu diğer 4 karbon atomuna bağlıdır. Grafit atomları ise 3 bağlıdır. Böylece bağ oluşumuna katılmayan elektronlar “delokalize” kalır ve elektron bulutu aracılığıyla tüm karbon atomları arasında paylaşılır.
Karbon bazlı maddelerin rengi
Nesnelerin rengi, güneş ışınlarının o nesne ile etkileşimi sonucunda belirlenir. Güneş ışınları bir nesneye çarptığında, yansıyabilir, kırılabilir, saçılabilir veya absorbe olabilir. Bir nesnenin ışınları absorbe etmesi tamamıyla atom yapısına bağlıdır.
Pırlanta parlaktır çünkü karbon atomları düzenli kafesler şeklindedir. Bu yüzden pırlanta görünür spektrumda ışığı emmez/dağıtmaz, bu sayede şeffaf ve parlak görünür. (Not: Pırlantanın parlak olmasının bir başka nedeni ise iç yansıma optik fenomenine bağlıdır.)
Öte yandan grafit, pırlanta gibi düzenli bir yapıda olmadığından serbest kalan “delokalize” elektronlar nedeni ile ışığı daha yüksek frekansta emme/dağıtma imkanına sahiptir. Bu da neredeyse bütün renklerin gözümüze yansımamasına ve bu sayede de grafitin karakteristik siyah rengine neden olur.
Karbon ve yanmış yiyecekler
Yanmış yemekler bolca karbon içerir. Yanmış yiyeceklerin büyük bölümü amorf (biçimsiz) karbon, grafit ve başka rastgele karbon nano yapılarından oluşur. Bu yapılar, üzerlerine düşen tüm görünür ışığı emer/dağıtır. Böylece yanmış yiyecekler siyah görünür.
Yani yanmış yiyeceklerin siyah görünme nedeni, içindeki maddelerin atomlarının organize ediliş yapısından kaynaklanır.