Загальна інформація
Застосування
Схема досліду
Деревина горить доволі повільно й передбачувано. Але якщо подрібнити її на тирсу й кинути жменю у вогонь, виникає невеликий вибух. Майже те саме стосується борошна: на млинах колись діяла цілковита заборона вогню, бо насичене борошном повітря легко займалося. А от якщо в тебе робоча поверхня, засипана борошном, і ти хочеш його підпалити, це виявиться неабияк складно.
Саме до цих явищ ти доберешся в ході цього досліду.
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Учні та студенти мають уже опрацювати на заняттях екзотермічні реакції, горіння й вибухи. Крім того, корисно, якщо вони знають, як виконують пробу на гримучий газ.
Принцип
Швидкість горіння залежить від ступеня подрібнення та перемішування з киснем (чи з окисником).
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
Учні та студенти на практиці дізнаються, що швидкість горіння залежить від ступеня подрібнення та перемішування з киснем чи з окисником.
Завдання
Учні та студенти доводять залежність швидкості горіння від ступеня подрібнення й виконують вибухи сумішей гримучого газу.
Правила безпеки
- Носити рукавички й захисні окуляри!
- Водень - безбарвний горючий газ, який утворює з повітрям вибухонебезпечні суміші. При реакціях в апаратурі її треба перевіряти на відсутність кисню (проба на гримучий газ).
- Порошки магнію та алюмінію легкозаймисті, тому їх слід тримати подалі від відкритого полум'я та інших джерел запалювання.
- Щодо H- і P-фраз, будь ласка, звертайтеся до відповідних паспортів безпеки.
- На цей дослід поширюються загальні вказівки щодо безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Теорія
Можливо, ти знаєш це з побуту: кинеш жменю борошна у вогонь - здіймається язик полум'я. А якщо спробуєш просто підпалити борошно, не станеться нічого. До цього прийому вдаються й факіри: хмара спор плауна або лампової олії спалахує великим полум'ям, а обидві ці речовини у звичайному вигляді горять хіба що сяк-так.
Описані тут досліди показують, що швидкість горіння залежить від ступеня подрібнення та перемішування з киснем (чи з окисником).
Так показано, що метали на кшталт алюмінію й магнію в компактній формі або взагалі не займаються, або, якщо й займаються, то горять лише відносно повільно. А в порошкоподібній формі вони, навпаки, згоряють дуже швидко.
Найвищих швидкостей горіння досягають суміші горючих газів із повітрям або з киснем. Це показано на прикладі сумішей гримучого газу.
Обладнання
Складання та виконання
Складання та виконання (1/2)
Шматочок алюмінієвої пластинки (приблизно 1 мм завтовшки) і шматочок магнієвої стрічки по черзі тримають тигельними щипцями в полум'ї газового пальника.
Як на рисунку праворуч, закріплюють 3 малі газометри й наповнюють їх газами: киснем, воднем і природним газом або метаном (газова панель).
Після наповнення газометри закривають гумовими ковпачками (глухими насадками), крізь які будь-коли можна легко й зручно відбирати порції газу ін'єкційними шприцами. Газометри позначають відповідно до їхнього вмісту.
Схема досліду
Складання та виконання (2/2)
Далі невелику пластикову ванну (150 x 150 x 65 мм) наповнюють водою майже до краю, додавши в неї трохи піноутворювального засобу для миття посуду. Насамкінець кладуть напоготів деревні скіпки (як лучину) і великий ін'єкційний шприц (50 мл) із довгою голкою (0,9 x 70 мм).
Голкою шприца проколюють гумовий ковпачок накопичувача кисню й набирають приблизно 20 мл кисню. Потім тим самим шприцом проколюють гумовий ковпачок накопичувача водню й набирають приблизно таку саму кількість водню.
Так у шприці утворюють, наприклад, суміш з об'ємним співвідношенням 1:1. Її потім швидко впорскують у розчин мийного засобу, щоб дістати піну, наповнену цією сумішшю. До неї підносять запалену деревну скіпку.
Опрацювання результатів
Опрацювання результатів (1/5)
Спостереження
- Алюміній хоч і плавиться, але за цих умов не займається. Магнієва стрічка займається, однак потім згоряє відносно повільно. Продовження: після цього спостереження по черзі насипають трохи алюмінієвого й магнієвого порошку в прямокутні скляні трубки і здувають їх у якомога довше налаштоване несвітне полум'я газового пальника (надіти захисні окуляри!). Тепер горіння відбувається блискавично й із випромінюванням великої кількості світла.
- Суміш водню з киснем вибухає з різким ляском. Так само можна тепер приводити до реакції суміші з іншими об'ємними співвідношеннями та іншими газами (наприклад, із природним газом). Вони перебігатимуть переважно у формі вибухів. Лише коли той чи той складник суміші буде наявний уже в дуже малій концентрації, реакція перебігатиме у формі спалаху або взагалі не відбуватиметься.
Опрацювання результатів (2/5)
Опрацювання
- Що дрібніше подрібнено горючу речовину і що сильніше вона перемішана з повітрям, то швидше відбувається її горіння.
- Суміші горючих газів із киснем або повітрям утворюють так звані суміші гримучого газу. Після запалювання вони реагують у формі вибухів. Причина бурхливих реакцій - в оптимальному розподілі горючих частинок і частинок кисню в суміші, завдяки чому горіння може блискавично поширитися від місця запалювання на всю суміш
Виконання проби на гримучий газ
Опрацювання результатів (3/5)
Питання
Опрацювання результатів (4/5)
Питання
Опрацювання результатів (5/5)
Питання