Материал параграфа поможет вам:
ознакомиться с реакциями горения углеводородов;
выяснить, как влияет недостаток воздуха (кислорода) на состав продуктов горения углеводородов.
Углеводороды, как и большинство органических соединений, являются горючими веществами. Продукты горения углеводородов при достаточном доступе воздуха — углекислый газ и водяной пар.
Метан горит на воздухе голубым пламенем (рис. 52):
Обратите внимание: в уравнениях реакций с участием органических соединений записывают стрелки, а не знаки равенства.
Рис. 52.
Горение метана: а — в газовой горелке; 6 — в бытовой плите
Обнаружить продукты реакции горения метана можно с помощью опыта, изображенного на рисунке 53. Изменение белого цвета безводного купрум(И) сульфата на голубой свидетельствует об образовании при горении метана водяного пара, который взаимодействует с
солью (продукт этой реакции — медный купорос). Помутнение известковой воды вызвано нерастворимым кальций карбонатом, который образуется при реакции углекислого газа с раствором кальций гидроксида.
Рис. 53.
Обнаружение продуктов горения метана
Если воздуха (кислорода) недостаточно, то при горении метана может образовываться угарный газ или углерод:
Преобразуйте схемы этих реакций в химические уравнения.
О недостатке кислорода при горении метана может свидетельствовать увеличение яркости пламени (оно становится желтым благодаря раскаленным мелким частицам углерода) или появление копоти1 на поверхности предмета (кастрюли, чайника), находящегося в пламени.
1 Копоть, или сажа, — вещество, почти полностью состоящее из атомов Карбона.
Смеси метана и воздуха (или кислорода) взрывоопасны. Достаточно искры, чтобы произошел взрыв. Поэтому нужно быть очень осторожными, пользуясь природным газом в быту. Взрывы смесей метана с воздухом, несмотря на предпринимаемые меры предосторожности, время от времени случаются в угольных шахтах. Они приводят к гибели шахтеров.
Все гомологи метана также горят с образованием углекислого газа и водяного пара. С увеличением молекулярной массы углеводородов пламя горящего соединения становится ярче. Парафиновая свеча, в отличие от природного газа, горит ярко-желтым пламенем (рис. 54, а). Такой цвет обусловлен свечением раскаленных частиц углерода1; эти частицы быстро сгорают. Если в пламя свечи внести фарфоровую чашку, ограничив тем самым доступ воздуха, то на поверхности чашки появится копоть (рис. 54, б).
Рис. 54.
Горение
парафиновой
свечи:
а — в обычных условиях; б — при недостатке воздуха
Этилен и ацетилен горят на воздухе более ярким пламенем (рис. 55), чем метан.
Напишите уравнения реакций горения этилена и ацетилена при достаточном доступе воздуха.
1 Углерод образуется при термическом разложении углеводородов.
При горении ацетилена в чистом кислороде температура достигает почти 3000 °С. Смеси
этого газа, а также других углеводородов с воздухом или кислородом взрывоопасны.
Рис. 55. Горение ацетилена
Поскольку углеводороды — горючие вещества, то при их применении следует соблюдать определенные правила. Необходимо пользоваться только исправными газовыми приборами, баллонами и периодически проветривать помещение, где они находятся. Нельзя оставлять без присмотра плиту или отопительный прибор, в которых горит газ. Запрещается размещать возле газовой плиты емкости с горючими жидкостями, легковоспламеняющиеся предметы.
Если вы почувствовали запах газа, немедленно перекройте кран на газопроводе и хорошо проветрите помещение. В это время нельзя зажигать спички, включать свет и электроприборы, так как искра может вызвать взрыв газовоздушной смеси.
ВЫВОДЫ
Все углеводороды — горючие вещества. Продуктами горения углеводородов при достаточном количестве кислорода (воздуха) являются углекислый газ и водяной пар. Если доступ воздуха ограничен, возможно образование карбон(П) оксида и углерода.
Смеси углеводородов с воздухом являются взрывоопасными. При работе с газовыми приборами необходимо соблюдать определенные правила.
170. Рассмотрите горение метана как окислительно-восстановительную реакцию: назовите элемент-окислитель и элемент-восстановитель, охарактеризуйте процессы окисления и восстановления.
171. Допишите химические уравнения:
172. Напишите уравнения реакций горения этилена и ацетилена при недостатке кислорода (с образованием карбон(М) оксида и водяного пара).
173. Достаточно ли 100 л воздуха для полного сжигания 5,6 л метана? Считайте, что объемы отвечают нормальным условиям, а объемную долю кислорода в воздухе примите равной 20 %.
174. Какой объем воздуха израсходуется на сжигание 1,4 м3 смеси, состоящей из 60 % пропана и 40 % бутана (по объему)?
175. Какой объем углекислого газа образовался в результате полного сгорания 560 мл смеси метана и этана, которая тяжелее водорода в 10,8 раза?
Это материал учебника Химия 9 класс Попель, Крикля