Liekki koostuu 3 osasta vyöhykkeitä. Käytännön työ "Laboratoriolaitteiden käsittelytekniikat

Kuinka kirota pimeyttä
on parempi sytyttää se
yksi pieni kynttilä.
Konfutse

Alussa

Ensimmäiset yritykset ymmärtää palamismekanismia liittyvät englantilaisen Robert Boylen, ranskalaisen Antoine Laurent Lavoisierin ja venäläisen Mihail Vasilyevich Lomonosovin nimiin. Kävi ilmi, että palamisen aikana aine ei "kadota" minnekään, kuten kerran naiiivisti uskottiin, vaan muuttuu muiksi aineiksi, enimmäkseen kaasumaisiksi ja siksi näkymättömiksi. Lavoisier vuonna 1774 osoitti ensimmäistä kertaa, että noin viidesosa ilmasta poistuu ilmasta palamisen aikana. 1800-luvun aikana tiedemiehet tutkivat yksityiskohtaisesti palamiseen liittyviä fysikaalisia ja kemiallisia prosesseja. Tällaisten töiden tarve johtui ensisijaisesti tulipaloista ja kaivosten räjähdyksistä.

Mutta vain 1900-luvun viimeisellä neljänneksellä olivat tärkeimmät kemialliset reaktiot mukana palaminen, ja tähän päivään asti liekin kemiassa on monia tummia pisteitä. Niitä tutkivat nykyaikaisia ​​menetelmiä monissa laboratorioissa. Näillä tutkimuksilla on useita tavoitteita. Toisaalta on tarpeen optimoida palamisprosessit lämpövoimaloiden uuneissa ja polttomoottoreiden sylintereissä, jotta vältetään räjähdysmäinen palaminen (räjähdys), kun ilma-bensiiniseos puristuu auton sylinterissä. Toisaalta määrää on tarpeen vähentää haitallisia aineita muodostuu palamisprosessin aikana, ja samalla - etsi lisää tehokkaita keinoja palon sammutus.

Liekkiä on kahdenlaisia. Polttoaine ja hapetin (useimmiten happi) voidaan pakottaa tai spontaanisti syöttää paloalueelle erikseen ja sekoittaa jo liekissä. Ja ne voidaan sekoittaa etukäteen - tällaiset seokset voivat palaa tai jopa räjähtää ilman puuttuessa, kuten ruuti, ilotulitteiden pyrotekniset seokset, rakettipolttoaineet. Palaminen voi tapahtua sekä hapen osallistuessa palamisvyöhykkeelle ilman kanssa että hapettavan aineen sisältämän hapen avulla. Yksi näistä aineista on Bertolet'n suola (kaliumkloraatti KClO 3); tämä aine vapauttaa helposti happea. Voimakas hapetin - typpihappo HNO 3: in puhdas muoto se sytyttää monia orgaanisia aineita. Nitraatit, typpihapon suolat (esimerkiksi lannoitteen muodossa - kalium- tai ammoniumnitraatti), ovat erittäin syttyviä, jos niitä sekoitetaan palavien aineiden kanssa. Toinen voimakas hapetin, N 2 O 4 typpitetroksidi, on rakettipolttoaineiden komponentti. Happi voidaan korvata myös sellaisilla vahvoilla hapettimilla, kuten esimerkiksi kloorilla, jossa monet aineet palavat, tai fluorilla. Puhdas fluori on yksi vahvimmista hapettimista; vesi palaa suihkussaan.

ketjureaktiot

Palamisen ja liekin leviämisen teorian perusta luotiin 1920-luvun lopulla. Näiden tutkimusten tuloksena havaittiin haarautuneita ketjureaktioita. Tästä löydöstä kotimainen fysikokemisti Nikolai Nikolaevich Semenov ja englantilainen tutkija Cyril Hinshelwood palkittiin vuonna 1956. Nobel palkinto kemiassa. Yksinkertaisemmat haarautumattomat ketjureaktiot keksi vuonna 1913 saksalainen kemisti Max Bodenstein käyttämällä esimerkkinä vedyn ja kloorin reaktiota. Kaiken kaikkiaan reaktio ilmaistaan ​​yksinkertaisella yhtälöllä H 2 + Cl 2 = 2HCl. Itse asiassa siihen osallistuvat erittäin aktiiviset molekyylifragmentit - niin sanotut vapaat radikaalit. Valon vaikutuksesta spektrin ultravioletti- ja sinisellä alueella tai korkeassa lämpötilassa kloorimolekyylit hajoavat atomeiksi, jotka aloittavat pitkän (joskus jopa miljoonan lenkin) muutosketjun; kutakin näistä muunnoksista kutsutaan alkeisreaktioksi:

Cl + H2 → HCl + H,
H + Cl 2 → HCl + Cl jne.

Jokaisessa vaiheessa (reaktiolinkki) yksi aktiivinen keskus (vety- tai klooriatomi) katoaa ja samalla ilmaantuu uusi aktiivinen keskus, joka jatkaa ketjua. Ketjut päättyvät, kun kaksi aktiivista lajia kohtaavat, esimerkiksi Cl + Cl → Cl2. Jokainen ketju etenee hyvin nopeasti, joten jos "alkuperäiset" aktiiviset hiukkaset syntyvät suurella nopeudella, reaktio etenee niin nopeasti, että se voi johtaa räjähdykseen.

N. N. Semenov ja Hinshelwood havaitsivat, että fosforin ja vetyhöyryn palamisreaktiot etenevät eri tavalla: pieninkin kipinä tai avotuli voi aiheuttaa räjähdyksen myös silloin, kun huonelämpötila. Nämä reaktiot ovat haaraketjuisia: aktiiviset hiukkaset "lisääntyvät" reaktion aikana, eli kun yksi aktiivinen hiukkanen katoaa, ilmaantuu kaksi tai kolme. Esimerkiksi vedyn ja hapen seoksessa, joka voidaan varastoida turvallisesti satoja vuosia, ilman ulkoisia vaikutuksia, aktiivisten vetyatomien ilmaantuminen syystä tai toisesta laukaisee seuraavan prosessin:

H + O 2 → OH + O,
O + H2 → OH + H.

Näin ollen merkityksettömässä ajassa yksi aktiivinen hiukkanen (H-atomi) muuttuu kolmeksi (vetyatomi ja kaksi OH-hydroksyyliradikaalia), jotka käynnistävät jo kolme ketjua yhden sijasta. Seurauksena on, että ketjujen määrä kasvaa kuin lumivyöry, mikä johtaa välittömästi vedyn ja hapen seoksen räjähtämiseen, koska tässä reaktiossa vapautuu paljon lämpöenergiaa. Happiatomeja esiintyy liekissä ja muiden aineiden palaessa. Ne voidaan havaita ohjaamalla suihkua paineilma polttimen liekin yläosassa. Samaan aikaan ilmasta löytyy ominainen otsonin haju - nämä ovat happiatomeja, jotka ovat "kiinnittyneet" happimolekyyleihin muodostaen otsonimolekyylejä: O + O 2 \u003d O 3, jotka otettiin pois liekistä kylmällä ilmalla.

Hapen (tai ilman) seoksen räjähdysmahdollisuus monien palavien kaasujen - vedyn, hiilimonoksidin, metaanin, asetyleenin - kanssa riippuu olosuhteista, pääasiassa seoksen lämpötilasta, koostumuksesta ja paineesta. Joten jos keittiön (se koostuu pääasiassa metaanista) kotitalouskaasuvuodon seurauksena sen pitoisuus ilmassa ylittää 5%, seos räjähtää tulitikkujen tai sytyttimen liekistä ja jopa pieni kipinä, joka lipsahti kytkimen läpi, kun valo sytytettiin. Räjähdystä ei tapahdu, jos ketjut katkeavat nopeammin kuin ne ehtivät haarautua. Siksi siellä oli turvallinen kaivoslamppu, jonka englantilainen kemisti Humphry Davy kehitti vuonna 1816 tietämättä mitään liekin kemiasta. Tässä lampussa avotuli erotettiin ulkoilmasta (joka voi olla räjähtävää) hienolla metalliverkolla. Metallin pinnalla aktiiviset hiukkaset katoavat tehokkaasti muuttuen pysyviksi molekyyleiksi eivätkä siksi voi tunkeutua ulkoiseen ympäristöön.

Haaroittuneiden ketjureaktioiden täydellinen mekanismi on hyvin monimutkainen ja voi sisältää yli sata alkuainereaktiota. Haaraketjuiset reaktiot sisältävät monia epäorgaanisten ja orgaanisten yhdisteiden hapetus- ja palamisreaktioita. Sama tulee olemaan raskaiden alkuaineiden, kuten plutoniumin tai uraanin, ydinfission reaktio neutronien vaikutuksesta, jotka toimivat aktiivisten hiukkasten analogeina kemiallisissa reaktioissa. Neutronit tunkeutuessaan raskaan alkuaineen ytimeen aiheuttavat sen fission, johon liittyy erittäin suuren energian vapautumista; Samalla ytimestä vapautuu uusia neutroneja, jotka aiheuttavat naapuriytimien fissiota. Kemiallisia ja ydinhaarautumisketjuprosesseja kuvataan samanlaisilla matemaattisilla malleilla.

Mitä tarvitset päästäksesi alkuun

Jotta palaminen käynnistyy, useiden ehtojen on täytyttävä. Ensinnäkin palavan aineen lämpötilan on ylitettävä tietty raja-arvo, jota kutsutaan syttymislämpötilaksi. Ray Bradburyn kuuluisa romaani Fahrenheit 451 on saanut nimensä, koska paperi palaa suunnilleen tässä lämpötilassa (233 °C). Tämä on "leimahduspiste", jonka yläpuolella kiinteät polttoaineet vapauttavat syttyviä höyryjä tai kaasumaisia ​​hajoamistuotteita riittävästi polttaakseen ne kestävästi. Suunnilleen sama syttymislämpötila kuivalle männylle.

Liekin lämpötila riippuu palavan aineen laadusta ja palamisolosuhteista. Siten lämpötila metaaniliekissä ilmassa saavuttaa 1900 °C ja hapessa poltettaessa - 2700 °C. Vielä kuumempi liekki syntyy polttamalla vedyn (2800°C) ja asetyleenin (3000°C) puhtaassa hapessa. Ei ihme, että asetyleenipolttimen liekki leikkaa helposti melkein minkä tahansa metallin. Korkeimman lämpötilan, noin 5000 ° C (se kirjataan Guinnessin ennätyskirjaan), hapessa poltettuna, antaa matalalla kiehuva neste - hiilisubnitridi С 4 N 2 (tällä aineella on disyaaniasetyleenin rakenne NC– C=C–CN). Ja joidenkin raporttien mukaan, kun se palaa otsoniilmakehässä, lämpötila voi nousta jopa 5700 ° C: een. Jos tämä neste sytytetään tuleen ilmassa, se palaa punaisella savuisella liekillä, jonka reuna on vihreä-violetti. Toisaalta kylmät liekit tunnetaan myös. Joten esimerkiksi ne palavat matalat paineet fosforihöyryä. Suhteellisen kylmä liekki saadaan myös hiilidisulfidin ja kevyiden hiilivetyjen hapetuksen aikana tietyissä olosuhteissa; esimerkiksi propaani tuottaa kylmän liekin alennetussa paineessa ja lämpötiloissa 260–320 °C.

Vasta 1900-luvun viimeisellä neljänneksellä monien palavien aineiden liekissä tapahtuvien prosessien mekanismia alettiin selvittää. Tämä mekanismi on hyvin monimutkainen. Alkuperäiset molekyylit ovat yleensä liian suuria muuttuakseen suoraan reaktiotuotteiksi reagoimalla hapen kanssa. Joten esimerkiksi oktaanin, yhden bensiinin komponenteista, palaminen ilmaistaan ​​yhtälöllä 2C 8 H 18 + 25O 2 \u003d 16CO 2 + 18H 2 O. Kuitenkin kaikki 8 hiiliatomia ja 18 vetyatomia oktaanimolekyyli ei voi millään tavalla yhdistyä 50 happiatomin kanssa samanaikaisesti: tätä varten joukko kemialliset sidokset ja syntyy monia uusia. Palamisreaktio tapahtuu useissa vaiheissa - niin, että jokaisessa vaiheessa vain pieni määrä kemiallisia sidoksia katkeaa ja muodostuu, ja prosessi koostuu useista peräkkäin tapahtuvista alkuainereaktioista, joiden kokonaisuus näyttää havainnoijalle liekiltä. Alkuainereaktioita on vaikea tutkia ensisijaisesti siksi, että reaktiivisten välihiukkasten pitoisuudet liekissä ovat erittäin alhaiset.

Liekin sisällä

Liekin eri osien optinen luotaus lasereiden avulla mahdollisti siellä olevien aktiivisten hiukkasten - polttoainemolekyylien fragmenttien - laadullisen ja kvantitatiivisen koostumuksen. Kävi ilmi, että jopa näennäisesti yksinkertaisessa vedyn palamisreaktiossa hapessa 2H 2 + O 2 = 2H 2 O, tapahtuu yli 20 alkuainereaktiota, joissa on mukana molekyylejä O 2, H 2, O 3, H 2 O 2, H 2 O, aktiiviset hiukkaset H, O, OH, MUTTA 2. Tässä esimerkiksi englantilainen kemisti Kenneth Bailey kirjoitti tästä reaktiosta vuonna 1937: "Yhtälö vedyn ja hapen yhdistämisen reaktiolle on ensimmäinen yhtälö, johon useimmat kemian opiskelun aloittelijat tutustuvat. Tämä reaktio näyttää heistä hyvin yksinkertaiselta. Mutta jopa ammattikemistit ovat hieman hämmästyneitä nähdessään satasivuisen kirjan nimeltä The Reaction of Oxygen with Hydrogen, jonka Hinshelwood ja Williamson julkaisivat vuonna 1934. Tähän voidaan lisätä, että vuonna 1948 julkaistiin paljon suurempi A. B. Nalbandyanin ja V. V. Voevodskyn monografia otsikolla "Vedyn hapetus- ja polttomekanismi".

Nykyaikaiset tutkimusmenetelmät ovat mahdollistaneet tällaisten prosessien yksittäisten vaiheiden tutkimisen, nopeuden, jolla eri aktiiviset hiukkaset reagoivat keskenään ja stabiilien molekyylien kanssa eri lämpötiloissa. Prosessin yksittäisten vaiheiden mekanismin tuntemalla on mahdollista "koota" koko prosessi, eli simuloida liekkiä. Tällaisen mallintamisen monimutkaisuus ei piile pelkästään alkuainekemiallisten reaktioiden kokonaisuuden tutkimisessa, vaan myös tarpeessa ottaa huomioon liekin hiukkasten diffuusio-, lämmönsiirto- ja konvektiovirtaukset (jälkimmäinen järjestää lumoamisen). palavan tulen kielten leikkiä).

Mistä kaikki tulee

Nykyaikaisen teollisuuden pääpolttoaine on hiilivedyt, aina yksinkertaisimmasta metaanista polttoöljyn sisältämiin raskaisiin hiilivetyihin. Yksinkertaisimmankin hiilivedyn - metaanin - liekki voi sisältää jopa sata alkuainereaktiota. Niitä kaikkia ei kuitenkaan ole tutkittu riittävän yksityiskohtaisesti. Kun raskaat hiilivedyt, kuten parafiinin sisältämät, palavat, niiden molekyylit eivät pääse palamisalueelle, vaan ne pysyvät ehjinä. Jopa matkalla liekkiin ne hajoavat paloiksi korkean lämpötilan vuoksi. Tässä tapauksessa kaksi hiiliatomia sisältävät ryhmät irrotetaan yleensä molekyyleistä, esimerkiksi C 8 H 18 → C 2 H 5 + C 6 H 13. Aktiiviset lajit, joissa on pariton määrä hiiliatomeja, voivat hajottaa vetyatomeja muodostaen yhdisteitä, joissa on kaksois-C=C ja kolmois-C≡C sidokset. Todettiin, että liekissä tällaiset yhdisteet voivat osallistua reaktioihin, joita kemistit eivät aiemmin tienneet, koska ne eivät mene liekin ulkopuolelle, esimerkiksi C 2 H 2 + O → CH 2 + CO, CH 2 + O 2 → CO 2 + H + N.

Alkuperäisten molekyylien asteittainen vedyn menetys johtaa hiilen osuuden kasvuun niissä, kunnes muodostuu hiukkasia C 2 H 2, C 2 H, C 2. Sini-sininen liekkivyöhyke johtuu tämän virittyneiden C2- ja CH-hiukkasten hehkusta. Jos hapen pääsy palamisalueelle on rajoitettu, nämä hiukkaset eivät hapetu, vaan kerätään aggregaatteina - ne polymeroituvat kaavion C 2 H + C 2 H 2 → C 4 H 2 + H, C 2 H mukaisesti. + C 4 H 2 → C 6 H 2 + H jne.

Tämän seurauksena muodostuu nokihiukkasia, jotka koostuvat lähes yksinomaan hiiliatomeista. Ne ovat halkaisijaltaan jopa 0,1 mikrometrin pieniä palloja, jotka sisältävät noin miljoona hiiliatomia. Tällaiset hiukkaset antavat korkeassa lämpötilassa hyvin kirkkaan keltaisen liekin. Kynttilän liekin yläosassa nämä hiukkaset palavat pois, joten kynttilä ei savuta. Jos nämä aerosolihiukkaset tarttuvat edelleen, muodostuu suurempia nokihiukkasia. Tämän seurauksena liekki (esimerkiksi palava kumi) tuottaa mustaa savua. Tällaista savua ilmaantuu, jos hiilen suhdetta vetyyn lisätään alkuperäisessä polttoaineessa. Esimerkki on tärpätti - hiilivetyjen seos, jonka koostumus on C 10 H 16 (C n H 2n–4), bentseeni C 6 H 6 (C n H 2n–6), muut palavat nesteet, joissa ei ole vetyä - ne kaikki savua palamisen aikana. Savuinen ja kirkkaasti paistava liekki tuottaa asetyleeniä C 2 H 2 (C n H 2n–2), joka palaa ilmassa; kerran tällaista liekkiä käytettiin polkupyöriin ja autoihin asennetuissa asetyleenilyhdyissä sekä kaivostyön valaisimissa. Ja päinvastoin: hiilivedyt kanssa korkea sisältö vety - metaani CH 4, etaani C 2 H 6, propaani C 3 H 8, butaani C 4 H 10 ( yleinen kaava C n H 2n+2) - palaa riittävällä ilmalla lähes värittömällä liekillä. Propaanin ja butaanin seosta nesteen muodossa lievässä paineessa löytyy sytyttimistä sekä kesäasukkaiden ja matkailijoiden käyttämistä sylintereistä; samat sylinterit on asennettu kaasulla käyviin autoihin. Viime aikoina on havaittu, että noki sisältää usein pallomaisia ​​molekyylejä, jotka koostuvat 60 hiiliatomista; niitä kutsuttiin fullereeneiksi, ja tämän löytäminen uusi muoto hiili sai muistoksi vuoden 1996 kemian Nobelin palkinnon.

Tänään meidän on tehtävä ensimmäinen käytännön työ" Laboratoriolaitteet ja niiden kanssa työskentelytavat. Turvallisuusmääräykset kemianhuoneessa työskennellessä

Ohjeet (suunnitelma) työn suorittamiseen:

Tässä työssä tarvitset: 1. Tutustua luennon sisältöön; 2. Tutustu kemian laboratoriossa työskentelyn turvallisuussääntöihin; 3. Tutkia laboratoriolasien ja -laitteiden päänäytteitä sekä niiden käyttötarkoitusta; 4. Tutustua alkoholilampun laitteeseen ja liekin rakenteeseen sekä alkoholilampun käsittelyyn; 5. Työskentele simulaattoreiden kanssa. 6. Laadi ja lähetä opettajalle sähköinen raportti tehdystä työstä.

minä Turvallisuussäännöt:

Aineet ovat erilaisia:

Syövyttävä ja räjähtävä

Se tapahtuu, että ne itse syttyvät

Ja on niitä, jotka ovat myrkyttyjä.

Jos et halua palaa

Tai hengitä elohopeahöyryä,

Lue nämä turvallisuusohjeet huolellisesti.

Älä koskaan unohda niitä kemian huoneessa!

1.

Kun työskentelet aineiden kanssa, älä ota niitä käsin

Ja älä maista

Reagenssit ei vesimeloni:

Irrota iho kielestä

Ja käsi putoaa

2.

Esitä itsellesi kysymys

Mutta älä työnnä nenääsi koeputkeen:

Tulet itkemään ja aivastamaan

Vuodata kyyneleitä rakeissa.

Heiluttaa kättäsi nenällesi -

Tässä on vastaus kaikkiin kysymyksiin

3.

Tuntemattomilla aineilla

Älä sekoita epäasianmukaisesti:

Älä yhdistä tuntemattomia ratkaisuja toisiinsa

Älä kaada yhteen astiaan, älä häiritse, älä sytytä!

4.

Jos työskentelet kiinteän aineen kanssa,

Älä ota sitä lapiolla äläkä yritä ottaa sitä kauhalla.

Ota se vähän -

Kahdeksasosa teelusikallista.

Kun työskentelet nesteen kanssa, kaikkien pitäisi tietää:

On tarpeen mitata tippoina, älä kaada ämpäriin.

5.

Jos happoa tai alkalia joutuu käteesi,

Huuhtele kätesi nopeasti vesijohtovedellä.

Ja jotta et aiheuta komplikaatioita itsellesi,

Muista ilmoittaa opettajallesi.

6.

Älä kaada vettä happoon, vaan päinvastoin

kaatamalla ohuena virtana,

Varovasti puuttuen,

Kaada happoa veteen -

Sillä tavalla selviät ongelmista.

II. "Laboratoriolaitteet ja -välineet"

Näyte	Nimi
	PULLON PIDIN Vaaditaan koeputken turvalliseen lämmittämiseen kemiallisen reaktion aikana
	POSELIINIKUPI Haihduttamiseen (kiteyttämiseen)
	PULKKI Liuosten valmistukseen, reaktioiden suorittamiseen
	STAND LABORATORIO
	MITTAUSYLINTERI
	KOEPUTKI
	ASBESTIVERKKO Käytetään lämmön jakamiseen tasaisesti lasiesineiden pohjalle

Näyte	Nimi
	TELINE KOEPUTKILLE
	ALKOHOLI
	PAKKARI
	POSELIINILAHTA PURRILLA Kiinteiden aineiden jauhamiseen
	SUPPILO
	EROTUSsuppilo Eritiheyksisten nesteiden seosten erottaminen

III. Alkoholin kanssa työskentelyn säännöt

1. Sytytä vain tulitikulla, toisesta henkilampusta syttäminen on kielletty.
2. Ennen sytytystä sinun on levitettävä sydänlanka ja levyn tulee sopia tiukasti kaulaa vasten.
3. Alkoholilamppua on mahdotonta siirtää työskennellessäsi valaistuna pöydältä toiselle.
4. Sammuta vain korkilla - älä puhalla!

Kaikkien pitäisi tietää tämä:
Polta alkoholia alkoholilampussa
Vain ottelu on mahdollinen
Ja erittäin huolellisesti.
Liekin sammuttamiseksi
Pullo on suljettava.
Ja tästä, ystäväni,
Hänellä on hattu.

IV. Spirit lamppu laite

1 - lasisäiliö, 3/4 täytetty alkoholilla;

2 - metalliputki, jossa on kiekko, pitää sydämen, suojaa haihtumista ja alkoholin syttymiseltä.

3 - sydänlanka;

4 - korkki.

V. Liekin rakenne

Suorita pieni kotikoe, jolla tutkimme liekin rakennetta.

Sytytä kynttilä ja tutki liekkiä huolellisesti. Huomaat, että se ei ole väriltään yhtenäinen. Liekissä on kolme vyöhykettä (kuva)

Dark Zone 1 on liekin pohjalla. Tämä on kylmin vyöhyke muihin verrattuna. Pimeää vyöhykettä rajaa liekin 2 kirkkain osa. Lämpötila on täällä korkeampi kuin pimeässä, mutta korkein lämpötila on liekin 3 yläosassa.

Voit suorittaa tällaisen kokeen varmistaaksesi, että liekin eri vyöhykkeillä on erilaiset lämpötilat. Aseta tulitikku liekkiin niin, että se ylittää kaikki kolme vyöhykettä. Näet, että sirpale on hiiltynyt enemmän, kun se osui vyöhykkeisiin 2 ja 3. Tämä tarkoittaa, että liekki on siellä kuumempi.

Huolimatta siitä, että liekit eroavat kussakin tapauksessa muodoltaan, kooltaan ja tasaiselta väriltään, niillä kaikilla on sama rakenne - samat kolme vyöhykettä: sisäpimeä (kylmin), keskivalkoinen (kuuma) ja ulompi väritön (kuumin) .

Siksi kokeen johtopäätös voi olla väite, että minkä tahansa liekin rakenne on sama. Tämän johtopäätöksen käytännön merkitys on seuraava: jotta minkä tahansa esineen lämmittämiseksi liekissä se on saatettava kuumimpaan, ts. liekin yläosassa.

Kohde: opettele kuvaamaan havaintojen tuloksia.

Reagenssit ja laitteet: parafiinikynttilä, kalkkivesi; siru, lasiputki vedettävällä päällä, dekantterilasi, mittasylinteri, tulitikkuja, posliiniesine (posliinikuppi haihduttamiseen), upokaspihdit, koeputken pidike, lasipurkkeja tilavuudella 0,5, 0,8, 1 , 2, 3, 5 l, sekuntikello.

Tehtävä 1. Palavan kynttilän tarkkailu.

Kirjoita havaintosi lyhyen esseen muodossa. Piirrä kynttilän liekki.

Kynttilä koostuu parafiinista, sillä on erityinen tuoksu. Keskellä on sydänlanka.
Kun sydänlanka palaa, kynttilä sulaa. Kuuluu pieni kappale, lämpöä vapautuu.

Tehtävä 2. Liekin eri osien tutkiminen.

1. Kuten jo tiedät, liekillä on kolme vyöhykettä. Mikä? Kun tutkit liekin alaosaa, vie lasiputken pää upokaspihdeillä siihen pitäen sitä 45-50 asteen kulmassa. Tuo palava taskulamppu putken toiseen päähän. Mitä sinä katsot?

Palaminen, lämpöä vapautuu.

2. Tutkiaksesi liekin keskiosaa, kirkkainta, tuo siihen (upokaspihdeillä) 2-3 sekunniksi posliinikulho. Mitä he löysivät?

tummuminen.

3. Tutkiaksesi liekin yläosan koostumusta laita siihen kalkkivedellä kostutettu ylösalaisin käännetty dekantterilasi 2-3 sekunniksi niin, että liekki on dekantterilasin keskellä. Mitä sinä katsot?

Kiinteän sakan muodostuminen.

4. Määrittääksesi lämpötilaeron liekin eri osissa, työnnä sirpale 2-3 sekunniksi liekin alaosaan (että se on ylittänyt kaikki osansa vaakatasossa). Mitä sinä tarkkailet?

Yläosa palaa nopeammin.

5. Laadi raportti täyttämällä taulukko 4.

№	EDISTYMINEN	HUOMAUTUKSIA	PÄÄTELMÄT
1	liekin sisäpuolen tutkiminen	valkoista kaasumaista ainetta tulee ulos, sirpale syttyy	liekin sisäosa on kaasumaista parafiinia
2	liekin keskiosan tutkimus	kupin pohja on peitetty noella	keskiosa sisältää reaktiossa muodostuneen hiilen
3	liekin yläosan tutkiminen	kalkkivesi samenee Ca (OH) 2 + CO2 -> CaCl3 + H2O	palamisen aikana vapautuu CO2:ta, joka saostaa Ca (OH)
4	lämpötilaerojen tutkimus	sirpale on hiiltynyt keski- ja yläosassa	lämpötila on korkeampi keskellä kuin alemmassa. Korkein lämpötila yläosassa

Tehtävä 3. Hapen kulutuksen nopeuden tutkiminen palamisen aikana.

1. Sytytä kynttilä ja peitä se 0,5 litran purkilla. Määritä aika, jonka kynttilä palaa.

Suorita vastaavat toimenpiteet käyttämällä muun volyymin pankkeja.

Täytä taulukko 5.

Kynttilän palamisaika riippuu ilman määrästä.

2. Piirrä kaavio kynttilän palamisajan riippuvuudesta tölkin (ilman) tilavuudesta. Määritä siitä aika, jonka jälkeen 10 litran purkilla peitetty kynttilä sammuu.

3. Laske aika, jonka kynttilä palaa suljetussa koulutoimistossa.

Koulun kemian luokan pituus (a) on 5 m, leveys (b) 5 m, korkeus (c) 3 m.
Koulun kemian luokkahuoneen tilavuus on 75 kuutiometriä. tai 75000l. Kynttilän palamisaika, kun otetaan huomioon, että huoneeseen ei pääse ilmaa ja kaikki happi kuluu kynttilän polttamiseen, 2700000 s eli 750 tuntia.

Tehtävä 4. Henkivalaisimen laitteeseen tutustuminen.

1. Katso kuvaa 2 ja kirjoita henkilampun kunkin osan nimi. Löydät tarvittavat tiedot opetusohjelman sivulta 23.

1. Alkoholi
2. Wick
3. Sydänpidike
4. Korkki

a) Miksi tulitikku tuodaan sivulle, kun sytytetään henkilamppu?

Välttääksesi palamista.

b) Miksi on mahdotonta sytyttää henkilamppua toisesta palavasta henkilampusta?

Alkoholia voi roiskua ja syttyä.

2. Kiehauta vettä koeputkessa käyttämällä pöytäsi laitteita.

Kuvasta näkyy, kuinka paljon vettä koeputkessa tulee olla, kuinka se kiinnitetään oikein telineeseen tai jalustan jalkaan ja mihin liekin osaan koeputki tulee sijoittaa.

a) Kuinka paljon vettä tulee kaataa koeputkeen?

2/3 putkea.

b) Kuinka pitää koeputkea alkoholilampun liekin päällä?

Kulma poispäin sinusta.

Polttoainetyypit. polttoaineen palaminen- yksi yleisimmistä ihmisen käyttämistä energianlähteistä.

On useita polttoaineita päällä aggregaation tila: kiinteä polttoaine, nestemäinen polttoaine ja kaasumainen polttoaine. Vastaavasti voidaan antaa esimerkkejä: kiinteä polttoaine on koksi, kivihiili, nestemäinen polttoaine on öljy ja sen tuotteet (kerosiini, bensiini, öljy, polttoöljy, kaasumaiset polttoaineet ovat kaasuja (metaani, propaani, butaani jne.)

Polttovaihe liekin kanssa tuottaa kaksi kertaa enemmän lämpöä kuin precesiivinen niittivaihe. Nykyään on tuotteita, jotka tekevät lämpöpäästöistä erittäin tasaista ja säännöllistä ajallaan! Teknisen tutkimuksen ja kokeilun ansiosta on selvää, että puun palamisesta syntyvät jäännöshöyryt voivat olla rekombinantteja, jolloin syntyy silti hyvä määrä lämpöä. Niiden jälkipolton lisäksi syntyy vähemmän saastuttavia höyryjä ja saavutetaan merkittävä hiilimonoksidipäästöjen väheneminen.

Näissä uuneissa on myös pyrometri, joka seuraa palamissuuntausta. Tämä on mittalaite, tämä on "palamislämpötilan lämpömittari". Voi olla hyödyllistä säätää ja ylläpitää palamislämpötilaa. Usein pyrometriä käytetään tupakointikanavassa. Vastaamme yleensä muutaman tunnin sisällä! Palaminen on kemiallinen reaktio, jossa polttomoottori hapettaa polttoainetta, jolloin syntyy lämpöä ja sähkömagneettista säteilyä, joka sisältää usein hehkua.

Tärkeä parametri jokainen polttoainetyyppi on omansa lämpöarvo, joka monissa tapauksissa määrää polttoaineen käytön suunnan.

Lämpöarvo- tämä on lämpömäärä, joka vapautuu palaessa 1 kg (tai 1 m 3) polttoainetta paineessa 101,325 kPa ja 0 0 C, eli normaaleissa olosuhteissa. Ilmaistu lämpöarvo yksikköinä kJ/kg (kilojoule per kg). Luonnollisesti klo eri tyyppejä polttoaineet, joilla on erilaiset lämpöarvot:

"Tulipenka" koostuu kolmesta elementistä, jotka ovat välttämättömiä palamisreaktion tapahtumiseksi. Osittainen viritys on ilman happea, mutta myös muut aineet voivat toimia hapettimina; laukaisu: polttoaineen ja akun välinen reaktio ei ole spontaani, vaan se liittyy ulkoiseen laukaisuun. Laukaisu on aktivoitumisenergia, joka tarvitaan reagoivien molekyylien käynnistämiseen reaktiossa, ja se on annettava ulkopuolelta. Silloin itse reaktiosta vapautuva energia mahdollistaa itsensä ylläpitämisen ilman ylimääräisiä ulkoisia energiakustannuksia.

• Polttoaine: Tämä on aine, joka hapettuu palaessaan.
• Liipaisin voi olla esimerkiksi lämmönlähde tai kipinä.

Jos jokin kolmion elementeistä puuttuu, tuli ei kehity eikä sammu.

Ruskea kivihiili - 25550 kivihiili - 33920 Turve - 23900

• kerosiini - 35 000
• puu - 18850
• bensa - 46000
• metaani - 50 000

Voidaan nähdä, että metaanilla edellä luetelluista polttoaineista on korkein lämpöarvo.

Tulipalon sammuttaminen on itse asiassa mahdollista vähentämällä polttoainetta, tukehduttamalla tai jäähdyttämällä tai. Kuten olemme jo osoittaneet, palaminen vaatii samanaikaisesti polttoaineen, kumuloitumisen ja tietyn kynnyksen ylittävän lämpötilan. On kuitenkin välttämätöntä, että polttoaineen suhde palamiseen on tietyissä rajoissa, joita kutsutaan syttymisrajoilla. Kaasumaisten polttoaineiden syttymisrajat ilmaistaan ​​tilavuusprosentteina palavan ilmaseoksen polttoaineesta. Ne eroavat syttyvyyden ala- ja ylärajasta.

Polttoaineen sisältämän lämmön saamiseksi se on lämmitettävä syttymislämpötilaan ja tietysti riittävän määrän happea läsnäollessa. Kemiallisen reaktion - palamisen - prosessissa vapautuu suuri määrä lämpöä.

Kuinka hiili palaa Hiili kuumennetaan, kuumennetaan hapen vaikutuksesta, jolloin muodostuu hiilimonoksidia (IV), eli CO 2:ta (tai hiilidioksidia). Sitten CO 2 sisään yläkerros kuumat hiilet reagoivat jälleen hiilen kanssa, jolloin muodostuu uutta kemiallinen yhdiste- hiilimonoksidi (II) tai CO - hiilimonoksidi. Mutta tämä aine on erittäin aktiivinen ja heti kun riittävä määrä happea ilmestyy ilmaan, CO-aine palaa sinisellä liekillä, jolloin muodostuu sama hiilidioksidi.

Alempi syttymisraja on polttoaineen pienin pitoisuus palavassa ilmaseoksessa, joka sallii sen reagoida poltettaessa, jolloin liekki voi levitä koko seokseen. Ylempi syttymisraja on polttoaineen enimmäispitoisuus, jossa palaminen eli ilma ei riitä muodostamaan liekkiä, joka voi levitä koko seokseen.

Jos palavaa kaasua tai höyryä laimennetaan ylimääräisellä ilmalla, sytytyksen syntyvä lämpö ei riitä nostamaan vierekkäisten vierekkäisten kerrosten lämpötilaa syttymispisteeseen. Liekki ei voi levitä koko seokseen, mutta se sammuu. Jos seoksessa on ylimäärä polttoainetta, se toimii laimentimena vähentäen kerroksen vierekkäisten kerrosten käytettävissä olevaa lämpöä liekin leviämisen estämiseksi.

Olet varmaan kysynyt itseltäsi jossain vaiheessa mitä liekin lämpötila?! Kaikki tietävät, että esimerkiksi joidenkin kemiallisten reaktioiden suorittamiseksi reagenssit on lämmitettävä. Tällaisiin tarkoituksiin laboratoriot käyttävät maakaasulla toimivaa kaasupoltinta, jolla on erinomainen lämpöarvo. Polttoaineen - kaasun palamisen aikana palamisen kemiallinen energia muunnetaan lämpöenergiaksi. Kaasupolttimessa liekki voidaan kuvata seuraavasti:

Turbulenssia voidaan käyttää palamisen nopeuttamiseen, mikä lisää palamista palamisen ja palamisen välillä, mikä kiihdyttää palamista. Palamisnopeutta voidaan myös lisätä sumuttamalla polttoaine ja sekoittamalla se ilman kanssa palamisen ja palamisen välisen kosketuspinnan lisäämiseksi; kun tarvitaan erittäin nopeaa energian kehitystä, kuten rakettimoottorissa, taisteluaine on laitettava suoraan ponneaineeseen sen valmistuksen aikana.

Spontaani palaminen on aineen spontaani tulehdus, joka tapahtuu ilman ulkoisten lämmönlähteiden käyttöä. Itsesyttyminen voi tapahtua, kun suuria määriä syttyviä materiaaleja, kuten hiiltä tai heinää, varastoidaan alueella, jossa ilmankierto on vähäistä. Tässä tilanteessa se voi kehittyä kemialliset reaktiot, kuten hapettumista ja käymistä, jotka tuottavat lämpöä.

Liekin korkein kohta on yksi liekin kuumimmista paikoista. Lämpötila tässä vaiheessa on noin 1540 0 C - 1550 0 C

Hieman alempana (noin 1/4 osa) - liekin keskellä - kuumin vyöhyke on 1560 0 C

Palamisen aikana muodostuu liekki, jonka rakenne johtuu reagoivista aineista. Sen rakenne on jaettu alueisiin lämpötila-indikaattoreiden mukaan.

Loukkuun jäänyt lämpö nopeuttaa uusien kemiallisten reaktioiden kehittymistä, jolloin lämpöä vapautuu lisää, mikä mahdollistaa syttyvän materiaalin kuumentamisen spontaanin liekin synnyttämiseksi. Palamistuotteet riippuvat polttoaineen laadusta ja reaktio-olosuhteista.

Kiinteä polttoaine: erityisesti puu

Hiilidioksidi: Tämä on palamisen aikana muodostuva kaasu, joka jopa 10 %:n pitoisuuksina on tukehduttavaa ja tappavaa hengitettynä yli muutaman minuutin ajan; hiilimonoksidi: on myrkyllinen kaasu, jota syntyy palamisen aikana, suljetussa ympäristössä 1 % pitoisuus riittää aiheuttamaan pyörtymisen ja kuoleman muutamassa minuutissa. Kiinteät polttoaineet ovat yleisimpiä ja niitä käytetään eniten. Ne kuuluvat vanhimpaan ja tunnetuimpiin polttoaineisiin: puuhun.

Määritelmä

Liekki on kuumassa muodossa oleva kaasu, jossa plasmakomponentit tai -aineet ovat kiinteässä dispergoituneessa muodossa. He tekevät fyysisiä ja fyysisiä muutoksia kemiallinen tyyppi, johon liittyy luminesenssi, lämpöenergian vapautuminen ja kuumennus.

Ioni- ja radikaalihiukkasten läsnäolo kaasumaisessa väliaineessa luonnehtii sen sähkönjohtavuutta ja erityistä käyttäytymistä sähkömagneettisessa kentässä.

Puu koostuu selluloosasta, ligniinistä, sokereista, hartseista, hartseista ja erilaisista mineraaleista, jotka palamisen lopussa johtavat tuhkan muodostumiseen. Kaikki puusta johdetut aineet, kuten paperi, pellava, juutti, hamppu, puuvilla jne., ovat läsnä samoilla ominaisuuksilla.

Kaikkien näiden aineiden syttyvyysastetta voidaan muuttaa erikoiskäsittelyillä. Puu voi palaa enemmän tai vähemmän liekillä tai jopa liekillä tai hiiltyä riippuen siitä, missä olosuhteissa palaminen tapahtuu. Tärkeä ominaisuus puu on kappale, joka määritellään puun tilavuuden ja sen ulkopinnan välisenä suhteena. Jos polttoaineessa on iso massa Tämä tarkoittaa, että sen kosketuspinnat ilman kanssa ovat suhteellisen huonot, ja sillä on myös suuri massa haihduttamaan sen antamaa lämpöä.

Mitä liekit ovat

Yleensä tämä on palamiseen liittyvien prosessien nimi. Ilmaan verrattuna kaasun tiheys on pienempi, mutta korkea lämpötila saa kaasun kohoamaan. Näin muodostuvat liekit, jotka ovat pitkiä ja lyhyitä. Usein siirtyminen muodosta toiseen tapahtuu sujuvasti.

Liekki: rakenne ja rakenne

Määrittämistä varten ulkomuoto Kuvatun ilmiön syttäminen riittää, ilmaantunutta ei-valaisevaa liekkiä ei voida kutsua homogeeniseksi. Visuaalisesti voidaan erottaa kolme pääaluetta. Muuten, liekin rakenteen tutkimus osoittaa, että erilaiset aineet palavat muodostaen erityyppisen soihdun.

Käytännössä pieni puupala on myös helppo polttaa suhteellisen alhaisen lämpötilan lähteillä, kun taas riittävän suuri puupala on paljon vaikeampi sytyttää. Yleisesti ottaen kiinteä polttoaine, ja nestemäisillä polttoaineilla, kun polttoaine on jaettu pieniin hiukkasiin, lämmöntuotto on paljon pienempi kuin pienempien hiukkasten, kun luonnollisesti saavutetaan syttymislämpötila. Sen vuoksi puu, jota suurissa mitoissa voidaan pitää tuskin käyttökelpoisena materiaalina, voi sahanpuruksi tai jopa pölyksi jaettuna aiheuttaa jopa räjähdyksiä.

Kun kaasun ja ilman seosta poltetaan, muodostuu ensin lyhyt taskulamppu, jonka värissä on sinisiä ja violetteja sävyjä. Ydin näkyy siinä - vihreä-sininen, joka muistuttaa kartiota. Harkitse tätä liekkiä. Sen rakenne on jaettu kolmeen vyöhykkeeseen:

1. Varaa valmisteleva alue, jossa kaasun ja ilman seosta kuumennetaan polttimen reiän ulostulossa.
2. Sitä seuraa vyöhyke, jossa palaminen tapahtuu. Se sijaitsee kartion yläosassa.
3. Kun ilmavirtaus puuttuu, kaasu ei pala kokonaan. Vapautuu kaksiarvoisia hiilioksidi- ja vetyjäämiä. Niiden jälkipoltto tapahtuu kolmannella alueella, jonne pääsee happea.

Nyt tarkastelemme erikseen erilaisia ​​polttoprosesseja.

Kiinteille polttoaineilleen sen alajako on välttämätön. Suurella terällä on alhainen palovaara, mutta pienellä palalla sama materiaali on erittäin vaarallista. On huomattava, että suuren mittakaavan materiaalien tapauksessa ei pelkästään se, että lämmönlähteellä on korkea lämpötila, vaan myös lämmönlähteen altistusaika.

Puun alhainen johtavuus johtaa palamisnopeuden laskuun. Kuten nähdään, puu säilyttää polttoaineominaisuuksiensa, vaikka se on tarkoitettu muuhun käyttöön, ja tämä on otettava huomioon rakennusten palontorjuntatoimenpiteitä suunniteltaessa. Nestemäiset polttoaineet kuuluvat polttoaineisiin, joilla on korkein lämpöarvo tilavuusyksikköä kohti. Niitä käytetään sekä moottoreissa että lämmitysjärjestelmissä. Polttomoottorien sisällä on erityisen tärkeää, kun se sekoitetaan ilmaan, joka saa nimen kaasuttaja.

Kynttilän palaminen

Kynttilän polttaminen on samanlaista kuin tulitikkun tai sytyttimen polttaminen. Ja kynttilän liekin rakenne muistuttaa kuumaa kaasuvirtaa, joka vetää ylös kelluvien voimien takia. Prosessi alkaa sydämen lämmittämisellä, jota seuraa parafiinin haihdutus.

Alin vyöhyke, joka sijaitsee kierteen sisällä ja vieressä, on nimeltään ensimmäinen alue. Siinä on hieman sinistä hehkua johtuen suuri numero polttoainetta, mutta pieni määrä happiseosta. Täällä suoritetaan aineiden epätäydellisen palamisen prosessi, jonka vapautuminen hapetetaan edelleen.

Ilmaan sekoitettu polttoaine voi olla pienten nestepisaroiden tai höyryn muodossa. Pääsääntöisesti kaikki nestemäiset polttoaineet ovat tasapainossa niiden höyryjen kanssa, jotka kehittyvät eri tavalla paine- ja lämpötilaolosuhteista riippuen nesteen ja sen päällekkäisen väliaineen erottavalla pinnalla.

Syttyvissä nesteissä palaminen tapahtuu, kun nestehöyryjä, jotka on sekoitettu ilman happea syttyvillä pitoisuuksilla, poltetaan asianmukaisesti tietylle pinnalle. Siksi palaakseen liipaisimen läsnä ollessa palavan nesteen on vaihdettava nestetilasta höyrytilaan.

Ensimmäistä vyöhykettä ympäröi valaiseva toinen kuori, joka luonnehtii kynttilän liekin rakennetta. Siihen tulee suurempi määrä happea, mikä aiheuttaa oksidatiivisen reaktion jatkumisen polttoainemolekyylien osallistuessa. Lämpötilaindikaattorit ovat täällä korkeampia kuin pimeällä vyöhykkeellä, mutta eivät riitä lopulliseen hajoamiseen. Juuri kahdella ensimmäisellä alueella valovaikutus ilmenee, kun palamattoman polttoaineen ja hiilihiukkasten pisaroita kuumennetaan voimakkaasti.

Ilmaisimen nesteen suuremmasta tai pienemmästä syttyvyydestä antaa syttyvyyslämpötila, jonka mukaan nestemäinen polttoaine katalysoidaan. Muita nestemäisille polttoaineille ominaisia ​​parametreja ovat syttyvyys ja syttyvyys, syttymisrajat, viskositeetti ja höyryntiheys.

Mitä alhaisempi syttymislämpötila on, sitä todennäköisemmin höyryjä muodostuu riittävästi syttymään. Erityisen vaarallisia ovat nesteet, joiden syttymislämpötila on lämpötilan alapuolella ympäristöön, koska jopa ilman lämmitystä ne voivat aiheuttaa tulipalon.

Toista vyöhykettä ympäröi huomaamaton kuori, jonka lämpötila-arvot ovat korkeat. Monet happimolekyylit tulevat siihen, mikä edistää polttoainehiukkasten täydellistä palamista. Aineiden hapettumisen jälkeen valovaikutusta ei havaita kolmannella vyöhykkeellä.

Kaavioesitys

Selvyyden vuoksi esittelemme huomiosi kuvan palavasta kynttilästä. Liekkikaavio sisältää:

Kahden syttyvän nesteen välillä, joiden molempien syttymislämpötila on alhaisempi kuin ympäristön lämpötila, on kuitenkin suositeltavaa käyttää korkeampaa syttyvää lämpötilaa, koska ympäristön lämpötilassa se vapauttaa vähemmän syttyvää höyryä, mikä vähentää ilma-höyryseoksen muodostumisen mahdollisuutta. syttyvyysalueella.

Muita negatiivisia elementtejä liittyen tulipalovaara, on esitetty. Polttoaineen alhainen syttymislämpötila, mikä vaatii vähemmän aktivointienergiaa palamisen käynnistämiseksi; koska höyryn ja ilman sekoitusalue on suurempi, joten tulta voidaan sytyttää ja levittää. Viime aikoina on otettava huomioon syttyvien höyryjen tiheys, joka määritellään massaksi polttoainehöyryn tilavuusyksikköä kohti.

1. Ensimmäinen tai tumma alue.
2. Toinen valovyöhyke.
3. Kolmas läpinäkyvä kuori.

Kynttilän lanka ei pala, vaan tapahtuu vain taipuneen pään hiiltyminen.

Palava henkilamppu

Pieniä alkoholisäiliöitä käytetään usein kemiallisiin kokeisiin. Niitä kutsutaan alkoholilampuiksi. Polttimen sydän on kyllästetty reiän läpi kaadetulla nestemäisellä polttoaineella. Tätä helpottaa kapillaaripaine. Saavuttuaan sydämen vapaalle pinnalle alkoholi alkaa haihtua. Höyrytilassa se syttyy ja palaa enintään 900 °C:n lämpötilassa.

Useimmat vaarallisia lajeja Polttoaineet ovat raskainta ilmaa, koska ilmanvaihdon puuttuessa tai puutteessa niillä on taipumus kerääntyä ja pysähtyä ympäristön alhaisiin osiin, jolloin syttyvät seokset kevyempiä.

Keinotekoisilla nestemäisillä polttoaineilla on vähän ja vähän merkitystä, mutta luonnollisten polttoaineiden luokka on paljon tärkeämpi. nestemäiset polttoaineet kuka omistaa öljyn. Öljy ei ole yksittäinen aine, vaan seos, joka muodostuu pääasiassa suuresta määrästä hiilivetyjä, jotka sisältävät hyvin erilaisia ​​kemiallisia ja fyysiset ominaisuudet. eri tyyppejäöljyjä voi olla myös muissa aineissa kuin hiilivedyissä, kuten rikkiyhdisteissä, jotka ovat yksi tärkeimmistä rikkidioksidipäästöjen aiheuttajista suurissa kaupungeissa.

Alkoholilampun liekillä on tavanomainen muoto, se on lähes väritön, hieman sinisen sävyinen. Sen vyöhykkeet eivät ole yhtä selvästi näkyvissä kuin kynttilän alueet.

Tiedemies Bartelin mukaan nimetty tulipalon alku sijaitsee polttimen hehkuverkon yläpuolella. Tämä liekin syveneminen johtaa sisemmän tumman kartion pienenemiseen ja reiästä tulee ulos keskiosa, jota pidetään kuumimpana.

Värin ominaisuus

Erilaisten liekkien värien emissioita aiheuttavat elektroniset siirtymät. Niitä kutsutaan myös termeiksi. Joten hiilivetykomponentin palamisen seurauksena ilmassa sininen liekki johtuu vapautumisesta H-C liitännät. Ja kun C-C-hiukkasia vapautuu, taskulamppu muuttuu oranssinpunaiseksi.

On vaikea ottaa huomioon liekin rakennetta, jonka kemiaan kuuluvat veden, hiilidioksidin ja hiilimonoksidin yhdisteet, OH-sidos. Sen kielet ovat käytännössä värittömiä, koska edellä mainitut hiukkaset lähettävät ultravioletti- ja infrapunasäteilyä palaessaan.

Liekin väri on yhdistetty lämpötila-indikaattoreihin, joissa on ionihiukkasia, jotka kuuluvat tiettyyn emissio- tai optiseen spektriin. Siten joidenkin elementtien palaminen johtaa muutokseen polttimessa. Erot täplän värjäyksessä liittyvät elementtien sijoittumiseen jaksollisen järjestelmän eri ryhmiin.

Tulta näkyvään spektriin liittyvän säteilyn esiintymistä tutkitaan spektroskoopilla. Samalla havaittiin, että myös yleisen alaryhmän yksinkertaisilla aineilla on samanlainen liekin väritys. Selvyyden vuoksi natriumin palamista käytetään testinä tälle metallille. Kun kielet tuodaan liekkiin, ne muuttuvat kirkkaan keltaisiksi. Väriominaisuuksien perusteella natriumviiva on eristetty emissiospektrissä.

Atomihiukkasten valosäteilyn nopean virityksen ominaisuus. Kun tällaisten alkuaineiden vähän haihtuvia yhdisteitä viedään Bunsen-polttimen tuleen, se värjäytyy.

Spektroskooppisessa tutkimuksessa näkyy tunnusomaisia ​​viivoja ihmissilmälle näkyvällä alueella. Valon säteilyn viritysnopeus ja yksinkertainen spektrirakenne liittyvät läheisesti näiden metallien korkeaan sähköpositiiviseen ominaisuuteen.

Ominaista

Liekin luokitus perustuu seuraaviin ominaisuuksiin:

• palavien yhdisteiden kokonaistila. Niitä on kaasumaisessa, aerodisperssissä, kiinteässä ja nestemäisessä muodossa;
• säteilytyyppi, joka voi olla väritöntä, valoisaa ja värillistä;
• jakelun nopeus. On nopea ja hidas leviäminen;
• liekin korkeus. Rakenne voi olla lyhyt ja pitkä;
• reagoivien seosten liikkeen luonne. Kohdista sykkivä, laminaarinen, turbulentti liike;
• näköaisti. Aineet palavat vapauttaen savuisen, värillisen tai läpinäkyvän liekin;
• lämpötilan ilmaisin. Liekki voi olla matalalämpötilainen, kylmä ja korkea lämpötila.
• faasipolttoaineen tila - hapettava aine.

Syttyminen tapahtuu aktiivisten komponenttien diffuusion tai esisekoittumisen seurauksena.

Hapetus- ja pelkistysalue

Hapetusprosessi tapahtuu huomaamattomalla alueella. Hän on kuumin ja sijaitsee yläosassa. Siinä polttoainehiukkaset palavat täydellisesti. Ja hapen ylimäärä ja polttoaineen puute johtavat intensiiviseen hapetusprosessiin. Tätä ominaisuutta tulee käyttää lämmitettäessä esineitä polttimen päällä. Siksi aine upotetaan liekin yläosaan. Tällainen palaminen etenee paljon nopeammin.

Pelkistysreaktiot tapahtuvat liekin keski- ja alaosassa. Se sisältää suuren määrän palavia aineita ja pienen määrän O 2 -molekyylejä, jotka suorittavat palamisen. Kun happea sisältäviä yhdisteitä viedään näille alueille, tapahtuu O-elementin eliminaatio.

Esimerkkinä pelkistävästä liekistä käytetään rautasulfaatin halkaisuprosessia. Kun FeSO 4 tulee polttimen liekin keskiosaan, se ensin lämpenee ja hajoaa sitten rautaoksidiksi, anhydridiksi ja rikkidioksidiksi. Tässä reaktiossa havaitaan S:n pelkistyminen varauksella +6 arvosta +4.

hitsausliekki

Tämäntyyppinen tuli muodostuu kaasun tai nestehöyryn ja hapen seoksen palamisen seurauksena puhtaassa ilmassa.

Esimerkki on happiasetyleeniliekin muodostuminen. Se korostaa:

• ydin vyöhyke;
• keskimääräinen palautumisalue;
• soihdun päätealue.

Näin monta kaasu-happiseosta palaa. Erot asetyleenin ja hapettimen suhteen johtavat eri tyyppiä liekki. Se voi olla normaali, hiiltyvä (asetyleeni) ja hapettava rakenne.

Teoreettisesti asetyleenin epätäydellistä palamista puhtaassa hapessa voidaan luonnehtia seuraavalla yhtälöllä: HCCH + O 2 → H 2 + CO + CO (reaktioon tarvitaan yksi mooli O 2:ta).

Tuloksena oleva molekyylivety ja hiilimonoksidi reagoivat ilman hapen kanssa. Lopputuotteet ovat vesi ja neliarvoinen hiilimonoksidi. Yhtälö näyttää tältä: CO + CO + H 2 + 1½O 2 → CO 2 + CO 2 + H 2 O. Tämä reaktio vaatii 1,5 moolia happea. Kun O 2 summataan, käy ilmi, että 2,5 mol kuluu 1 mooliin HCCH:ta. Ja koska käytännössä on vaikea löytää ihanteellisesti puhdasta happea (usein siinä on lievä epäpuhtauksien saastuminen), O 2:n ja HCCH:n välinen suhde on 1,10 - 1,20.

Kun hapen ja asetyleenin suhde on alle 1,10, tapahtuu hiiltyvä liekki. Sen rakenteessa on suurennettu ydin, sen ääriviivat hämärtyvät. Tällaisesta tulipalosta vapautuu nokea happimolekyylien puutteen vuoksi.

Jos kaasujen suhde on suurempi kuin 1,20, saadaan hapettava liekki, jossa on ylimäärä happea. Sen ylimääräiset molekyylit tuhoavat rautaatomeja ja muita teräspolttimen komponentteja. Tällaisessa liekissä ydinosasta tulee lyhyt ja siinä on pisteitä.

Lämpötilan indikaattorit

Jokaisella kynttilän tai polttimen tulivyöhykkeellä on oma merkityksensä happimolekyylien tarjonnan vuoksi. Avoliekin lämpötila vaihtelee sen eri osissa välillä 300 °C - 1600 °C.

Esimerkkinä on diffuusio- ja laminaariliekki, joka muodostuu kolmesta kuoresta. Sen kartio koostuu tummasta alueesta, jonka lämpötila on jopa 360 ° C ja jossa ei ole hapettavaa ainetta. Sen yläpuolella on hehkuvyöhyke. Sen lämpötilaindeksi vaihtelee välillä 550 - 850 ° C, mikä edistää lämpöhajoamista palava seos ja hänen palamisensa.

Ulkoalue on tuskin näkyvissä. Siinä liekin lämpötila saavuttaa 1560 ° C, mikä johtuu luonnollisia ominaisuuksia polttoainemolekyylit ja hapettimen sisäänpääsynopeus. Täällä palaminen on energisin.

Aineet syttyvät eri lämpötiloissa. Joten metallinen magnesium palaa vain 2210 °C:ssa. Monien kiinteiden aineiden kohdalla liekin lämpötila on noin 350 °C. Tulitikkujen ja kerosiinin syttyminen on mahdollista 800 °C:ssa, kun taas puun - 850 °C - 950 °C.

Savuke palaa liekillä, jonka lämpötila vaihtelee välillä 690 - 790 °C, ja propaani-butaaniseoksessa - 790 - 1960 °C. Bensiini syttyy 1350°C:ssa. Polttavan alkoholin liekin lämpötila on enintään 900 ° C.