Odmiany 

Płomień składa się z 3 części stref. Praca praktyczna „Techniki obsługi sprzętu laboratoryjnego”

Jak przeklinać ciemność
lepiej go zapalić
jedna mała świeca.
Konfucjusz

Na początku

Pierwsze próby zrozumienia mechanizmu spalania wiążą się z nazwiskami Anglika Roberta Boyle'a, Francuza Antoine'a Laurenta Lavoisiera i Rosjanina Michaiła Wasiljewicza Łomonosowa. Okazało się, że podczas spalania substancja nie „znika” nigdzie, jak kiedyś naiwnie sądzono, ale zamienia się w inne substancje, głównie gazowe, a więc niewidoczne. Lavoisier w 1774 roku po raz pierwszy wykazał, że podczas spalania około jedna piąta powietrza opuszcza powietrze. W XIX wieku naukowcy szczegółowo zbadali procesy fizyczne i chemiczne towarzyszące spalaniu. Potrzeba takiej pracy była spowodowana przede wszystkim pożarami i wybuchami w kopalniach.

Ale dopiero w ostatniej ćwierci XX wieku były główne reakcje chemiczne towarzyszące spalanie i do dziś w jego chemii jest wiele ciemnych plam. Są badane przez nowoczesne metody w wielu laboratoriach. Badania te mają kilka celów. Z jednej strony konieczna jest optymalizacja procesów spalania w piecach elektrociepłowni oraz w cylindrach silników spalinowych, aby zapobiec wybuchowemu spalaniu (detonacji) podczas sprężania mieszanki powietrzno-benzynowej w cylindrze samochodu. Z drugiej strony konieczne jest zmniejszenie liczby szkodliwe substancje powstają w procesie spalania, a jednocześnie - szukaj więcej Skuteczne środki gaszenie ognia.

Istnieją dwa rodzaje płomienia. Paliwo i utleniacz (najczęściej tlen) mogą być wtłaczane lub spontanicznie dostarczane do strefy spalania oddzielnie i mieszane już w płomieniu. I można je wcześniej mieszać - takie mieszanki są w stanie palić się, a nawet wybuchać przy braku powietrza, takie jak proch strzelniczy, mieszanki pirotechniczne do fajerwerków, paliwo rakietowe. Spalanie może zachodzić zarówno przy udziale tlenu wchodzącego do strefy spalania z powietrzem, jak i przy pomocy tlenu zawartego w substancji utleniającej. Jedną z tych substancji jest sól Bertoleta (chloran potasu KClO 3); substancja ta łatwo wydziela tlen. Silny utleniacz - kwas azotowy HNO 3: in czysta forma zapala wiele substancji organicznych. Azotany, sole kwasu azotowego (na przykład w postaci nawozu - azotanu potasu lub amonu), są wysoce łatwopalne, jeśli zostaną zmieszane z substancjami palnymi. Inny silny utleniacz, tetratlenek azotu N 2 O 4, jest składnikiem paliw rakietowych. Tlen można również zastąpić tak silnymi utleniaczami jak np. chlor, w którym pali się wiele substancji, czy fluor. Czysty fluor jest jednym z najsilniejszych utleniaczy, woda płonie swoim strumieniem.

reakcje łańcuchowe

Podstawy teorii spalania i propagacji płomieni zostały położone pod koniec lat 20. XX wieku. W wyniku tych badań odkryto reakcje rozgałęzionych łańcuchów. Za to odkrycie w 1956 r. Nagrodzono krajowego fizykochemika Nikołaja Nikołajewicza Semenowa i angielskiego badacza Cyryla Hinshelwooda nagroda Nobla w chemii. Prostsze nierozgałęzione reakcje łańcuchowe zostały odkryte w 1913 roku przez niemieckiego chemika Maxa Bodensteina na przykładzie reakcji wodoru z chlorem. W sumie reakcja jest wyrażona prostym równaniem H 2 + Cl 2 = 2HCl. W rzeczywistości odbywa się przy udziale bardzo aktywnych fragmentów molekuł – tzw. wolnych rodników. Pod wpływem światła w ultrafioletowym i niebieskim obszarze widma lub w wysokiej temperaturze cząsteczki chloru rozpadają się na atomy, które rozpoczynają długi (czasem nawet milion ogniw) łańcuch przemian; każda z tych przemian nazywana jest reakcją elementarną:

Cl + H2 → HCl + H,
H + Cl2 → HCl + Cl itp.

Na każdym etapie (łącznik reakcji) zanika jedno centrum aktywne (atom wodoru lub chloru) i jednocześnie pojawia się nowe centrum aktywne, kontynuując łańcuch. Łańcuchy kończą się, gdy spotykają się dwa aktywne związki, na przykład Cl + Cl → Cl 2 . Każdy łańcuch propaguje się bardzo szybko, więc jeśli „oryginalne” cząstki aktywne są generowane z dużą prędkością, reakcja przebiega tak szybko, że może doprowadzić do wybuchu.

N. N. Semenov i Hinshelwood odkryli, że reakcje spalania oparów fosforu i wodoru przebiegają inaczej: najmniejsza iskra lub otwarty płomień może spowodować wybuch, nawet gdy temperatura pokojowa. Reakcje te mają rozgałęziony łańcuch: aktywne cząstki „mnażają się” podczas reakcji, to znaczy, gdy jedna aktywna cząstka znika, pojawiają się dwie lub trzy. Na przykład w mieszaninie wodoru i tlenu, którą można bezpiecznie przechowywać przez setki lat, jeśli nie ma wpływów zewnętrznych, pojawienie się aktywnych atomów wodoru z tego czy innego powodu wyzwala następujący proces:

H + O2 → OH + O,
O + H2 → OH + H.

W ten sposób w krótkim czasie jedna aktywna cząsteczka (atom H) zamienia się w trzy (atom wodoru i dwa rodniki hydroksylowe OH), które zamiast jednego uruchamiają już trzy łańcuchy. W rezultacie liczba łańcuchów rośnie jak lawina, co natychmiast prowadzi do eksplozji mieszaniny wodoru i tlenu, ponieważ w tej reakcji uwalnia się dużo energii cieplnej. Atomy tlenu są obecne w płomieniu i podczas spalania innych substancji. Można je wykryć kierując odrzutowcem skompresowane powietrze w górnej części płomienia palnika. Jednocześnie w powietrzu znajdzie się charakterystyczny zapach ozonu - są to atomy tlenu „przyklejone” do cząsteczek tlenu z utworzeniem cząsteczek ozonu: O + O 2 \u003d O 3, które zostały wyjęte z płomienia zimnym powietrzem.

Możliwość wybuchu mieszaniny tlenu (lub powietrza) z wieloma palnymi gazami - wodór, tlenek węgla, metan, acetylen - zależy od warunków, głównie od temperatury, składu i ciśnienia mieszaniny. Jeśli więc w wyniku wycieku gazu domowego w kuchni (składa się on głównie z metanu) jego zawartość w powietrzu przekroczy 5%, to mieszanina eksploduje z płomienia zapałki lub zapalniczki, a nawet z mała iskra, która prześlizgnęła się przez włącznik, gdy zapalono światło. Nie nastąpi eksplozja, jeśli łańcuchy pękną szybciej, niż mogą się rozgałęzić. Dlatego istniała bezpieczna lampa górnicza, którą angielski chemik Humphry Davy opracował w 1816 roku, nie wiedząc nic o chemii płomienia. W tej lampie otwarty ogień został oddzielony od atmosfery zewnętrznej (która może być wybuchowa) drobną metalową siatką. Na powierzchni metalu cząsteczki aktywne skutecznie znikają, zamieniając się w stabilne cząsteczki, przez co nie mogą przenikać do środowiska zewnętrznego.

Pełny mechanizm reakcji rozgałęzionych łańcuchów jest bardzo złożony i może obejmować ponad sto reakcji elementarnych. Reakcje rozgałęzione obejmują wiele reakcji utleniania i spalania związków nieorganicznych i organicznych. Tak samo będzie reakcja rozszczepienia jądrowego ciężkich pierwiastków, takich jak pluton czy uran, pod wpływem neutronów, które w reakcjach chemicznych pełnią rolę analogów cząstek aktywnych. Wnikając w jądro ciężkiego pierwiastka, neutrony powodują jego rozszczepienie, któremu towarzyszy uwolnienie bardzo dużej energii; Jednocześnie z jądra emitowane są nowe neutrony, które powodują rozszczepienie sąsiednich jąder. Procesy rozgałęzień chemicznych i jądrowych są opisane podobnymi modelami matematycznymi.

Czego potrzebujesz, aby zacząć

Aby rozpocząć spalanie, musi być spełnionych kilka warunków. Przede wszystkim temperatura substancji palnej musi przekraczać pewną wartość graniczną, którą nazywamy temperaturą zapłonu. Słynna powieść Raya Bradbury'ego Fahrenheit 451 została tak nazwana, ponieważ papier pali się w tej temperaturze (233°C). Jest to „punkt zapłonu”, powyżej którego paliwa stałe uwalniają palne opary lub gazowe produkty rozkładu w ilościach wystarczających do ich zrównoważonego spalania. W przybliżeniu taka sama temperatura zapłonu dla suchego drewna sosnowego.

Temperatura płomienia zależy od rodzaju substancji palnej i warunków spalania. Tak więc temperatura w płomieniu metanowym w powietrzu dochodzi do 1900°C, a przy spalaniu w tlenie - 2700°C. Jeszcze gorętszy płomień powstaje w wyniku spalania w czystym tlenie wodoru (2800°C) i acetylenu (3000°C). Nic dziwnego, że płomień palnika acetylenowego z łatwością przecina prawie każdy metal. Najwyższą temperaturę, około 5000 ° C (zapisano ją w Księdze Rekordów Guinnessa), podczas spalania w tlenie zapewnia niskowrząca ciecz - podazotek węgla С 4 N 2 (substancja ta ma strukturę dicyjanoacetylenu NC– C=C–CN). A według niektórych doniesień, gdy pali się w atmosferze ozonowej, temperatura może sięgać nawet 5700 ° C. Jeśli ten płyn zostanie podpalony w powietrzu, spłonie czerwonym dymnym płomieniem z zielono-fioletową obwódką. Z drugiej strony znane są również zimne płomienie. Czyli na przykład palą się niskie ciśnienia pary fosforu. Stosunkowo zimny płomień uzyskuje się również podczas utleniania dwusiarczku węgla i lekkich węglowodorów w określonych warunkach; na przykład propan wytwarza zimny płomień przy obniżonym ciśnieniu i temperaturze pomiędzy 260-320 ° C.

Dopiero w ostatniej ćwierci XX wieku zaczęto wyjaśniać mechanizm procesów zachodzących w płomieniu wielu substancji palnych. Ten mechanizm jest bardzo złożony. Początkowe cząsteczki są zwykle zbyt duże, aby można je było bezpośrednio przekształcić w produkty reakcji poprzez reakcję z tlenem. Na przykład spalanie oktanu, jednego ze składników benzyny, wyraża się równaniem 2C 8 H 18 + 25O 2 \u003d 16 CO 2 + 18 H 2 O. Jednak wszystkie 8 atomów węgla i 18 atomów wodoru w Cząsteczka oktanowa nie może w żaden sposób łączyć się z 50 atomami tlenu jednocześnie : w tym celu zestaw wiązania chemiczne i powstaje wiele nowych. Reakcja spalania przebiega wieloetapowo – tak, że na każdym etapie zrywa się i tworzy tylko niewielka liczba wiązań chemicznych, a na proces składa się wiele następujących po sobie reakcji elementarnych, których całość jawi się obserwatorowi jako płomień. Trudno jest badać reakcje elementarne, przede wszystkim dlatego, że stężenia reaktywnych cząstek pośrednich w płomieniu są niezwykle niskie.

Wewnątrz płomienia

Sondowanie optyczne różnych sekcji płomienia za pomocą laserów umożliwiło ustalenie składu jakościowego i ilościowego obecnych tam cząstek aktywnych - fragmentów cząsteczek paliwa. Okazało się, że nawet w pozornie prostej reakcji spalania wodoru w tlenie 2H 2 + O 2 = 2H 2 O zachodzi ponad 20 reakcji elementarnych z udziałem cząsteczek O 2, H 2, O 3, H 2 O 2, H 2 O, aktywne cząstki H, O, OH, A 2. Oto, na przykład, co napisał o tej reakcji angielski chemik Kenneth Bailey w 1937 r.: „Równanie reakcji łączenia wodoru z tlenem jest pierwszym równaniem, z którym zapoznaje się większość początkujących badaczy chemii. Ta reakcja wydaje im się bardzo prosta. Ale nawet zawodowi chemicy są nieco zaskoczeni stustronicową książką zatytułowaną The Reaction of Oxygen with Hydrogen, opublikowaną przez Hinshelwooda i Williamsona w 1934 roku. Do tego można dodać, że w 1948 r. ukazała się znacznie obszerniejsza monografia A. B. Nalbandyana i V. V. Voevodsky'ego pod tytułem „The Mechanism of Oxidation and Combustion of Hydrogen”.

Nowoczesne metody badawcze umożliwiły badanie poszczególnych etapów takich procesów, pomiar szybkości, z jaką różne cząstki aktywne reagują ze sobą oraz ze stabilnymi cząsteczkami w różnych temperaturach. Znając mechanizm poszczególnych etapów procesu, można „zmontować” cały proces, czyli zasymulować płomień. Złożoność takiego modelowania polega nie tylko na badaniu całego kompleksu elementarnych reakcji chemicznych, ale także na konieczności uwzględnienia procesów dyfuzji cząstek, wymiany ciepła i przepływów konwekcyjnych w płomieniu (to te ostatnie organizują czarujące gra języków płonącego ognia).

Skąd to wszystko się bierze

Głównym paliwem współczesnego przemysłu są węglowodory, począwszy od najprostszego metanu do ciężkich węglowodorów zawartych w oleju opałowym. Płomień nawet najprostszego węglowodoru – metanu – może obejmować nawet sto reakcji elementarnych. Jednak nie wszystkie z nich zostały zbadane wystarczająco szczegółowo. Gdy palą się ciężkie węglowodory, takie jak zawarte w parafinie, ich cząsteczki nie mogą dotrzeć do strefy spalania, pozostając nienaruszone. Nawet w drodze do płomienia rozpadają się na fragmenty pod wpływem wysokiej temperatury. W takim przypadku grupy zawierające dwa atomy węgla są zwykle odszczepiane od cząsteczek, na przykład C 8 H 18 → C 2 H 5 + C 6 H 13. Aktywne gatunki o nieparzystej liczbie atomów węgla mogą odszczepiać atomy wodoru, tworząc związki z podwójnymi wiązaniami C=C i potrójnymi C≡C. Stwierdzono, że w płomieniu takie związki mogą wejść w reakcje, które nie były wcześniej znane chemikom, ponieważ nie wychodzą poza płomień, na przykład C 2 H 2 + O → CH 2 + CO, CH 2 + O 2 → CO 2 + H + N.

Stopniowa utrata wodoru przez początkowe cząsteczki prowadzi do wzrostu udziału węgla w nich, aż do powstania cząstek C 2 H 2 , C 2 H, C 2 . Strefa niebiesko-niebieskiego płomienia jest spowodowana świeceniem w tej strefie wzbudzonych cząstek C2 i CH. Jeżeli dostęp tlenu do strefy spalania jest ograniczony, to cząstki te nie utleniają się, ale gromadzą się w agregatach – polimeryzują według schematu C 2 H + C 2 H 2 → C 4 H 2 + H, C 2 H + C 4 H 2 → C 6 H 2 + H itd.

W rezultacie powstają cząstki sadzy, składające się prawie wyłącznie z atomów węgla. Mają postać maleńkich kulek o średnicy do 0,1 mikrometra, które zawierają około miliona atomów węgla. Takie cząsteczki w wysokiej temperaturze dają dobrze świecący żółty płomień. W górnej części płomienia świecy cząsteczki te wypalają się, więc świeca nie dymi. Jeżeli nastąpi dalsze sklejanie się tych cząstek aerozolu, to tworzą się większe cząstki sadzy. W rezultacie płomień (na przykład paląca się guma) wytwarza czarny dym. Taki dym pojawia się, gdy w oryginalnym paliwie wzrasta stosunek węgla do wodoru. Przykładem jest terpentyna - mieszanina węglowodorów o składzie C 10 H 16 (C n H 2n–4), benzen C 6 H 6 (C n H 2n–6), inne palne ciecze z brakiem wodoru - wszystkie dym podczas spalania. Zadymiony i jasno świecący płomień powoduje spalanie acetylenu C 2 H 2 (C n H 2n–2) w powietrzu; kiedyś taki płomień był używany w latarniach acetylenowych montowanych na rowerach i samochodach, w lampach górniczych. I odwrotnie: węglowodory z wysoka zawartość wodór - metan CH 4, etan C 2 H 6, propan C 3 H 8, butan C 4 H 10 ( ogólna formuła C n H 2n+2) - spalaj z wystarczającym dostępem powietrza prawie bezbarwnym płomieniem. Mieszanina propanu i butanu w postaci płynu pod lekkim ciśnieniem znajduje się w zapalniczkach, a także w butlach używanych przez mieszkańców lata i turystów; te same butle są montowane w samochodach na gaz. Niedawno odkryto, że sadza często zawiera kuliste cząsteczki składające się z 60 atomów węgla; nazwano je fulerenami, a odkrycie tego Nowa forma węgiel został upamiętniony Nagrodą Nobla w dziedzinie chemii w 1996 roku.

Dziś mamy do wykonania pierwszą praktyczną pracę” Sprzęt laboratoryjny i metody pracy z nim. Zasady bezpieczeństwa podczas pracy w pokoju chemicznym”

Instrukcje (plan) wykonania pracy:

W tej pracy będziesz potrzebować:

1. Przestudiuj treść wykładu;

2. Zapoznać się z zasadami bezpieczeństwa podczas pracy w laboratorium chemicznym;

3. Zbadanie głównych rodzajów próbek szkła laboratoryjnego i sprzętu, a także ich przeznaczenia;

4. Zbadanie urządzenia lampy spirytusowej i struktury płomienia, a także zasad obchodzenia się z lampą spirytusową;

5. Praca z symulatorami.

6. Przygotuj i wyślij nauczycielowi elektroniczny raport z wykonanej pracy.

I. Zasady bezpieczeństwa:

Substancje są różne:

Żrące i wybuchowe

Zdarza się, że sami się zapalają

A są tacy, którzy są zatruci.

Jeśli nie chcesz się poparzyć

Lub wdychaj opary rtęci,

Prosimy o uważne przeczytanie niniejszych instrukcji bezpieczeństwa.

I nigdy nie zapomnij o nich w pokoju chemicznym!

1.

Podczas pracy z substancjami nie bierz ich rękami

I nie smakuj

Odczynniki nie arbuz:

Zdejmij skórę z języka

I ręka odpada

2.

Zadaj sobie pytanie

Ale nie wkładaj nosa do probówki:

będziesz płakać i kichać

Wylewaj łzy w gradzie.

Pomachaj ręką do nosa -

Oto odpowiedź na wszystkie pytania

3.

Z substancjami nieznanymi

Nie przeprowadzaj mieszania niewłaściwego:

Nie łącz ze sobą nieznanych rozwiązań

Nie wlewaj do jednego naczynia, nie przeszkadzaj, nie podpalaj!

4.

Jeśli pracujesz z materią stałą,

Nie bierz go łopatą i nie próbuj brać go kadzią.

Weź to trochę -

Jedna ósma łyżeczki.

Podczas pracy z płynem każdy powinien wiedzieć:

Należy mierzyć kroplami, nie wlewać do wiadra.

5.

Jeśli kwas lub zasady dostaną się na twoją rękę,

Szybko spłucz rękę wodą z kranu.

I aby nie powodować komplikacji dla siebie,

Nie zapomnij powiadomić swojego nauczyciela.

6.

Nie wlewaj wody do kwasu, a wręcz przeciwnie

wlewając się cienkim strumieniem,

Ostrożnie wtrącając się,

Wlej kwas do wody -

W ten sposób wydostajesz się z kłopotów.

II. „Sprzęt i przybory laboratoryjne”


Próbka

Nazwa


UCHWYT NA FIOLKĘ

Wymagane do bezpiecznego podgrzewania probówki podczas reakcji chemicznej

KUBEK PORCELANOWY

Do odparowania (krystalizacja)


KOLBA

Do przygotowywania roztworów, przeprowadzania reakcji


LABORATORIUM STOISKOWE



CYLINDER MIAROWY


RURKA TESTOWA


SIATKA AZBESTOWA

Służy do równomiernego rozprowadzania ciepła na dnie naczyń szklanych

Próbka

Nazwa


STOJAK NA PROBÓWKĘ

ALKOHOL


ZLEWKA

ZAPRAWA PORCELANOWA Z TŁUCZKIEM

Do mielenia ciał stałych

LEJEK

LEJEK SEPARATORA

Separacja mieszanin cieczy o różnej gęstości

III. Zasady pracy z alkoholem



  1. Światło tylko z zapałką, nie wolno zapalać z innej lampy spirytusowej.
  2. Przed zapaleniem należy rozłożyć knot, a krążek powinien ściśle przylegać do szyi.
  3. Nie da się przenieść lampy spirytusowej podczas pracy w oświetlonej formie z jednego stołu na drugi.
  4. Gaś tylko czapką - nie dmuchaj!

Każdy powinien to wiedzieć:
Spal alkohol w lampie spirytusowej
Mecz jest możliwy tylko
I bardzo ostrożnie.
Aby zgasić płomień
Butelka musi być zamknięta.
I za to, mój przyjacielu,
Ma czapkę.

IV. Urządzenie z lampą spirytusową


1 - szklany zbiornik wypełniony w 3/4 alkoholem;

2 - metalowa rurka z dyskiem, przytrzymuje knot, zabezpiecza przed parowaniem i zapłonem alkoholu.

3 - knot;

4 - czapka.


V. Struktura płomienia

Przeprowadź mały eksperyment domowy, za pomocą którego zbadamy strukturę płomienia.

Zapal świecę i dokładnie zbadaj płomień. Zauważysz, że nie ma jednolitego koloru. Płomień ma trzy strefy (rys.)

Strefa Mroku 1 znajduje się na dole płomienia. To najzimniejsza strefa w porównaniu z innymi. Strefę ciemną ogranicza najjaśniejsza część płomienia 2. Temperatura jest tutaj wyższa niż w strefie ciemnej, ale najwyższa temperatura jest w górnej części płomienia 3.

Aby upewnić się, że różne strefy płomienia mają różne temperatury, możesz przeprowadzić taki eksperyment. Umieść zapałkę w płomieniu tak, aby przeszła przez wszystkie trzy strefy. Zobaczysz, że drzazga jest bardziej zwęglona tam, gdzie trafiła w strefy 2 i 3. Oznacza to, że płomień jest tam gorętszy.

Pomimo tego, że płomienie w każdym przypadku różnią się kształtem, wielkością, a nawet kolorem, wszystkie mają tę samą strukturę - te same trzy strefy: wewnętrzną ciemną (najzimniejszą), środkową świecącą (gorącą) i zewnętrzną bezbarwną (najgorętszą). .

Dlatego wnioskiem z eksperymentu może być stwierdzenie, że struktura każdego płomienia jest taka sama. Praktyczne znaczenie tego wniosku jest następujące: aby ogrzać dowolny przedmiot w płomieniu, należy go doprowadzić do najgorętszego, tj. w górnej części płomienia.

Cel: naucz się opisywać wyniki obserwacji.

Odczynniki i sprzęt: świeca parafinowa, woda limonkowa; drzazga, rurka szklana z ciągnionym końcem, zlewka, cylinder miarowy, zapałki, przedmiot porcelanowy (porcelanowy kubek do odparowywania), szczypce do tygla, uchwyt na probówki, słoje szklane o pojemności 0,5, 0,8, 1 , 2, 3, 5 l, stoper.

Zadanie 1. Obserwacja płonącej świecy.

Napisz swoje spostrzeżenia w formie krótkiego eseju. Narysuj płomień świecy.

Świeca składa się z parafiny, ma specyficzny zapach. W środku jest knot.
Kiedy knot się pali, świeca topi się. Słychać mały utwór, uwalnia się ciepło.

Zadanie 2. Badanie różnych części płomienia.

1. Płomień, jak już wiesz, ma trzy strefy. Który? Badając dolną część płomienia, użyj szczypiec do tygla, aby wsunąć do niego koniec szklanej rurki, trzymając ją pod kątem 45-50 stopni. Przynieś płonącą pochodnię na drugi koniec rury. Co oglądasz?

Spalanie, ciepło jest uwalniane.

2. Aby zbadać środkową część płomienia, najjaśniejszą, włóż do niej (szczypcami do tygla) na 2-3 sekundy porcelanową miskę. Co odkryli?

czernienie.

3. Aby zbadać skład górnej części płomienia, umieść w nim odwróconą zlewkę zwilżoną wodą wapienną na 2-3 sekundy, tak aby płomień znalazł się pośrodku zlewki. Co oglądasz?

Powstawanie stałego osadu.

4. Aby ustalić różnicę temperatur w różnych częściach płomienia, włóż drzazgę na 2-3 sekundy w dolną część płomienia (aby przecięła wszystkie jego części poziomo). Co obserwujesz?

Górna część wypala się szybciej.

5. Przygotuj raport wypełniając tabelę 4.

№ POSTĘP UWAGI WNIOSKI
1 badanie wnętrza płomienia wydostaje się biała substancja gazowa, drzazga zapala się wnętrze płomienia to gazowa parafina
2 badanie środkowej części płomienia dno kubka pokryte sadzą środkowa część zawiera węgiel powstały w reakcji
3 badanie wierzchołka płomienia woda wapienna staje się mętna Ca (OH) 2 + CO2 -> CaCl3 + H2O podczas spalania uwalniany jest CO2, który wytrąca Ca (OH)
4 badanie różnicy temperatur drzazga jest zwęglona w środkowej i górnej części temperatura w środku jest wyższa niż w dolnej. Najwyższa temperatura na górze

Zadanie 3. Badanie szybkości zużycia tlenu podczas spalania.

1. Zapal świeczkę i przykryj ją słoikiem o pojemności 0,5 litra. Określ czas, w którym pali się świeca.

Wykonaj podobne czynności, korzystając z banków o innych wolumenach.

Wypełnij tabelę 5.

Czas palenia się świecy zależy od ilości powietrza.

2. Narysuj wykres zależności czasu palenia świecy od objętości puszki (powietrza). Ustal z niego czas, po którym zgaśnie świeca przykryta słoikiem o pojemności 10 litrów.

3. Oblicz czas, w którym świeca będzie się paliła w zamkniętym gabinecie szkolnym.

Długość szkolnej sali chemii (a) wynosi 5 m, szerokość (b) 5 m, wysokość (c) 3 m.
Kubatura szkolnej klasy chemii wynosi 75 metrów sześciennych. lub 75000 l. Czas palenia się świecy, biorąc pod uwagę fakt, że do pomieszczenia nie dostaje się powietrze, a cały tlen jest zużywany do palenia świecy, 2700000 s lub 750 godzin.

Zadanie 4. Zapoznanie się z urządzeniem lampy spirytusowej.

1. Spójrz na rysunek 2 i napisz nazwę każdej części lampy spirytusowej. Niezbędne informacje znajdziesz na stronie 23 samouczka.

1. Alkohol
2. Knot
3. Uchwyt na knot
4. Czapka

a) Dlaczego zapałka jest odsuwana na bok podczas zapalania lampy spirytusowej?

Aby uniknąć poparzenia.

b) Dlaczego nie można zapalić lampy spirytusowej z innej płonącej lampy spirytusowej?

Alkohol może rozlać się i zapalić.

2. Używając sprzętu na stole, zagotuj wodę w probówce.

Rysunek pokazuje, ile wody powinno znajdować się w probówce, jak prawidłowo zamocować ją w uchwycie lub w nodze statywu oraz w jakiej części płomienia należy umieścić probówkę.

a) Ile wody należy wlać do probówki?

2/3 tuby.

b) Jak trzymać probówkę nad płomieniem lampy alkoholowej?

Kąt od siebie.

Rodzaje paliw. spalanie paliwa- jedno z najczęściej używanych przez człowieka źródeł energii.

Istnieje kilka paliwa wg stanu skupienia: paliwo stałe, paliwo ciekłe i paliwo gazowe. W związku z tym można podać przykłady: paliwem stałym jest koks, węgiel, paliwem ciekłym jest ropa i jej produkty (nafta, benzyna, ropa, olej opałowy, paliwami gazowymi są gazy (metan, propan, butan itp.)

Faza spalania z płomieniem dostarcza dwa razy więcej ciepła niż faza poprzedzająca faza szypułkowa. Dziś istnieją produkty, dzięki którym emisja ciepła jest bardzo równomierna i regularna w czasie! Dzięki badaniom technicznym i eksperymentom zrozumiałe jest, że resztkowe opary powstałe w wyniku spalania drewna mogą ulegać rekombinacji, tworząc wciąż dużą ilość ciepła. Oprócz ich dopalania, generowane są mniej zanieczyszczające spaliny i osiągana jest znaczna redukcja ilości emitowanego tlenku węgla.

Piece te są również wyposażone w pirometr do monitorowania trendu spalania. To jest urządzenie pomiarowe, to jest „termometr temperatury spalania”. Przydatne może być dostosowanie i utrzymanie temperatury spalania. Często pirometr jest nakładany na kanał wędzarniczy. Zwykle odpowiadamy w ciągu kilku godzin! Spalanie to reakcja chemiczna, która polega na utlenianiu paliwa przez silnik spalinowy, wytwarzającym ciepło i promieniowanie elektromagnetyczne, często z żarzeniem.

Ważny parametr każdy rodzaj paliwa jest jego Wartość opałowa, który w wielu przypadkach determinuje kierunek zużycia paliwa.

Wartość opałowa- jest to ilość ciepła, która jest uwalniana podczas spalania 1 kg (lub 1 m3) paliwa przy ciśnieniu 101,325 kPa i 0 0 C, czyli w normalnych warunkach. Wyrażone Wartość opałowa w jednostkach kJ/kg (kilodżule na kg). Oczywiście w różne rodzaje paliwa o różnej kaloryczności:

„Pierścień ognia” składa się z trzech elementów, które są niezbędne do zajścia reakcji spalania. Częściowe wzbudzenie to tlen w powietrzu, ale inne substancje mogą również działać jako utleniacze; wyzwalacz: reakcja między paliwem a akumulatorem nie jest spontaniczna, ale jest powiązana z zewnętrznym wyzwalaczem. Wyzwalaczem jest energia aktywacji wymagana do rozpoczęcia reakcji przez cząsteczki reagenta i musi być dostarczana zewnętrznie. Wtedy energia uwolniona przez samą reakcję pozwala na samowystarczalność bez dodatkowych kosztów energii zewnętrznej.

  • Paliwo: Jest to substancja, która utlenia się podczas spalania.
  • Spustem może być np. źródło ciepła lub iskra.
Jeśli brakuje jednego z elementów trójkąta, ogień nie rozwija się i nie gaśnie.

Węgiel brunatny - 25550 Węgiel kamienny - 33920 Torf - 23900

  • nafta - 35000
  • drzewo - 18850
  • benzyna - 46000
  • metan - 50000

Widać, że największą wartość opałową ma metan z wyżej wymienionych paliw.

Wyłączenie ognia jest właściwie możliwe przez odjęcie paliwa, uduszenie lub ochłodzenie lub. Jak już zaznaczyliśmy spalanie wymaga jednoczesnej obecności paliwa, kumulacji i temperatury powyżej pewnego progu. Jednak konieczne jest, aby stosunek paliwa do spalania mieścił się w pewnych granicach, zwanych granicami palności. Granice palności paliw gazowych są wyrażone jako procent objętości paliwa w palnej mieszance powietrza. Różnią się dolną i górną granicą palności.

Aby uzyskać ciepło zawarte w paliwie, należy je podgrzać do temperatury zapłonu i oczywiście w obecności wystarczającej ilości tlenu. W procesie reakcji chemicznej - spalania - uwalniana jest duża ilość ciepła.

Jak pali się węgiel Węgiel jest podgrzewany, podgrzewany pod działaniem tlenu, tworząc tlenek węgla (IV), czyli CO 2 (lub dwutlenek węgla). Następnie CO 2 w najwyższa warstwa rozżarzone węgle ponownie reagują z węglem, powodując powstanie nowego związek chemiczny- tlenek węgla (II) lub CO - tlenek węgla. Ale ta substancja jest bardzo aktywna i gdy tylko w powietrzu pojawi się wystarczająca ilość tlenu, substancja CO spala się niebieskim płomieniem, tworząc ten sam dwutlenek węgla.

Dolna granica palności to minimalne stężenie paliwa w palnej mieszance powietrza, które pozwala temu ostatniemu reagować w przypadku wypalenia, powodując płomień, który może rozprzestrzeniać się w całej mieszance. Górna granica palności to maksymalne stężenie paliwa, przy którym spalanie, czyli powietrze, jest niewystarczające do powstania płomienia, który może rozprzestrzenić się w całej mieszance.

Jeżeli palny gaz lub para zostanie rozrzedzony nadmiarem powietrza, ciepło wytworzone przez zapłon nie wystarczy do podniesienia temperatury sąsiednich warstw do punktu zapłonu. Płomień nie może rozprzestrzenić się w mieszaninie, ale gaśnie. Jeśli w mieszaninie występuje nadmierna ilość paliwa, będzie to działać jako rozcieńczalnik, zmniejszając ilość ciepła dostępnego dla sąsiednich warstw warstwy, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się płomienia.

Musiałeś kiedyś zadać sobie pytanie, co? temperatura płomienia?! Wszyscy wiedzą, że na przykład do przeprowadzenia niektórych reakcji chemicznych wymagane jest podgrzanie odczynników. Do takich celów laboratoria wykorzystują palnik gazowy na gaz ziemny, który ma doskonałą Wartość opałowa. Podczas spalania paliwa - gazu energia chemiczna spalania zamieniana jest na energię cieplną. W przypadku palnika gazowego płomień można przedstawić w następujący sposób:

Turbulencję można wykorzystać do przyspieszenia spalania, co zwiększa spalanie między spalaniem a spalaniem, przyspieszając spalanie. Szybkość spalania można również zwiększyć poprzez atomizację paliwa i mieszanie go z powietrzem w celu zwiększenia powierzchni styku między spalaniem a spalaniem; tam, gdzie wymagany jest bardzo szybki rozwój energii, na przykład w silniku rakietowym, walczący musi być umieszczony bezpośrednio w paliwie podczas jego przygotowania.

Spontaniczne spalanie to samorzutne zapalenie substancji, które zachodzi bez użycia zewnętrznych źródeł ciepła. Spontaniczne spalanie może wystąpić, gdy duże ilości łatwopalnych materiałów, takich jak węgiel lub siano, są przechowywane w miejscu o małej cyrkulacji powietrza. W takiej sytuacji może się rozwinąć reakcje chemiczne, takich jak utlenianie i fermentacja, które generują ciepło.

Najwyższy punkt płomienia to jedno z najgorętszych miejsc w płomieniu. Temperatura w tym momencie wynosi około 1540 0 C - 1550 0 C

Nieco niżej (około 1/4 części) - w środku płomienia - najgorętsza strefa to 1560 0 C

Podczas spalania powstaje płomień, którego struktura wynika z reagujących substancji. Jego struktura podzielona jest na regiony w zależności od wskaźników temperatury.

Uwięzione ciepło zwiększa tempo, w jakim rozwijają się nowe reakcje chemiczne, z dalszym uwalnianiem ciepła, co pozwala na podgrzanie materiału palnego w celu wytworzenia spontanicznego płomienia. Produkty spalania zależą od rodzaju paliwa i warunków reakcji.

Paliwo stałe: w szczególności drewno

Dwutlenek węgla: jest to gaz wytwarzany podczas spalania, który w stężeniu do 10% jest duszący i śmiertelny, jeśli jest wdychany przez ponad kilka minut; tlenek węgla: to toksyczny gaz, który powstaje podczas spalania, w zamkniętych środowiskach stężenie 1% wystarcza do omdlenia i śmierci w ciągu kilku minut. Paliwa stałe są najpowszechniejsze i najczęściej używane. Należą do najstarszego i najbardziej znanego opału: drewna.

Definicja

Płomień to gorący gaz, w którym składniki lub substancje plazmy występują w postaci stałej, rozproszonej. Dokonują przemian fizycznych i typ chemiczny, któremu towarzyszy luminescencja, uwalnianie energii cieplnej i ogrzewanie.

Obecność cząstek jonowych i rodnikowych w ośrodku gazowym charakteryzuje jego przewodnictwo elektryczne i szczególne zachowanie w polu elektromagnetycznym.

Drewno składa się z celulozy, ligniny, cukrów, żywic, żywic i różnych minerałów, które pod koniec spalania prowadzą do powstania popiołu. Wszystkie substancje pochodzące z drewna, takie jak papier, len, juta, konopie, bawełna itp., mają te same właściwości.

Stopień palności wszystkich tych substancji można zmienić dzięki specjalnym zabiegom. Drewno może palić się mniej lub bardziej płomieniem, a nawet płomieniem lub ulegać zwęgleniu, w zależności od warunków, w jakich zachodzi spalanie. Ważna cecha drewno to kawałek, definiowany jako stosunek objętości drewna do jego powierzchni zewnętrznej. Jeśli paliwo ma duża masa, oznacza to, że jego powierzchnie styku z powietrzem są stosunkowo słabe, a także ma dużą masę do rozpraszania oddanego przez nią ciepła.

Czym są płomienie

Zwykle jest to nazwa procesów związanych ze spalaniem. W porównaniu z powietrzem gęstość gazu jest niższa, ale wysokie temperatury powodują unoszenie się gazu. W ten sposób powstają płomienie, które są długie i krótkie. Często następuje płynne przejście z jednej formy do drugiej.

Płomień: struktura i struktura

Do określenia wygląd zewnętrzny Wystarczy zapalić opisywane zjawisko, a nieświecącego płomienia, który się pojawił, nie można nazwać jednorodnym. Wizualnie można wyróżnić trzy główne obszary. Nawiasem mówiąc, badanie struktury płomienia pokazuje, że różne substancje palą się, tworząc inny rodzaj pochodni.

W praktyce mały kawałek drewna jest również łatwy do rozpalenia przy stosunkowo niskich temperaturach, podczas gdy wystarczająco duży kawałek drewna jest znacznie trudniejszy do zapalenia. Ogólnie jak na paliwo stałe, a w przypadku paliw ciekłych, gdy paliwo jest podzielone na małe cząstki, ilość wprowadzonego ciepła jest znacznie mniejsza niż w przypadku mniejszych cząstek, gdy naturalnie osiąga się temperaturę zapłonu. Dlatego drewno, które w dużych gabarytach może być uważane za materiał ledwo nadający się do użytku, podzielone na trociny, a nawet pył, może nawet spowodować wybuch.

Kiedy spalana jest mieszanina gazu i powietrza, najpierw powstaje krótka pochodnia, której kolor ma niebieskie i fioletowe odcienie. Widoczny w nim rdzeń - zielono-niebieski, przypominający stożek. Rozważ ten płomień. Jego struktura podzielona jest na trzy strefy:

  1. Wyznacz obszar przygotowawczy, w którym mieszanina gazu i powietrza jest podgrzewana na wylocie otworu palnika.
  2. Po nim następuje strefa, w której następuje spalanie. Zajmuje szczyt stożka.
  3. Przy braku przepływu powietrza gaz nie spala się całkowicie. Uwalniane są pozostałości dwuwartościowego tlenku węgla i wodoru. Ich dopalanie ma miejsce w trzecim obszarze, gdzie jest dostęp tlenu.

Teraz osobno rozważymy różne procesy spalania.

W przypadku paliw stałych jego podział jest niezbędny. Duże ostrze wiąże się z niskim ryzykiem pożaru, ale przy małym kawałku ten sam materiał jest bardzo niebezpieczny. Należy zauważyć, że w przypadku materiałów wielkogabarytowych nie tylko fakt, że źródło ciepła ma wysoką temperaturę, ale także czas ekspozycji źródła ciepła.

Niska przewodność drewna prowadzi do zmniejszenia szybkości spalania. Jak widać, drewno zachowuje swoje właściwości opałowe, nawet jeśli jest przeznaczone do innych zastosowań, co należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu środków przeciwpożarowych w budynkach. Paliwa płynne należą do paliw o najwyższej wartości opałowej na jednostkę objętości. Stosowane są zarówno w silnikach, jak iw systemach grzewczych. Spalanie w silnikach jest szczególnie ważne w przypadku zmieszania z powietrzem, które nosi nazwę gaźnika.

Płonąca świeca

Palenie świecy jest podobne do palenia zapałki lub zapalniczki. A struktura płomienia świecy przypomina strumień gorącego gazu, który jest wciągany w górę dzięki siłom wyporu. Proces rozpoczyna się od podgrzania knota, po którym następuje odparowanie parafiny.

Najniższa strefa, znajdująca się wewnątrz i przylegająca do nici, nazywana jest pierwszym regionem. Ma lekki blask koloru niebieskiego wskutek duża liczba paliwo, ale niewielka ilość mieszanki tlenowej. Tutaj odbywa się proces niepełnego spalania substancji, których uwolnienie jest dalej utleniane.

Paliwo zmieszane z powietrzem może mieć postać drobnych kropelek cieczy lub pary. Z reguły wszystkie paliwa płynne znajdują się w równowadze ze swoimi parami, które w zależności od warunków ciśnienia i temperatury rozwijają się różnie na powierzchni oddzielającej ciecz od nakładającego się na nią medium.

W cieczach palnych spalanie następuje, gdy pary cieczy zmieszane z tlenem z powietrza w stężeniach w zakresie palności są odpowiednio wypalane na określonej powierzchni. Dlatego, aby palić się w obecności spustu, łatwopalna ciecz musi przejść ze stanu ciekłego w stan pary.

Pierwszą strefę otacza świetlista druga powłoka, która charakteryzuje strukturę płomienia świecy. Dostaje się do niego większa ilość tlenu, co powoduje kontynuację reakcji oksydacyjnej z udziałem cząsteczek paliwa. Wskaźniki temperatury będą tutaj wyższe niż w strefie ciemnej, ale niewystarczające do ostatecznego rozkładu. To w dwóch pierwszych obszarach pojawia się efekt świetlny, gdy kropelki niespalonego paliwa i cząstki węgla mocno się nagrzewają.

Wskaźnikiem większej lub mniejszej palności cieczy jest temperatura palności, według której katalizowane jest paliwo ciekłe. Inne parametry charakteryzujące paliwa płynne to zapłon i palność, granice palności, lepkość i gęstość par.

Im niższa temperatura palności, tym większe prawdopodobieństwo, że opary utworzą się w ilości wystarczającej do zapłonu. Szczególnie niebezpieczne są te ciecze, które mają temperaturę palności poniżej temperatury środowisko, ponieważ nawet bez ogrzewania mogą wywołać pożar.

Druga strefa otoczona jest niepozorną powłoką o wysokich temperaturach. Wnika do niego wiele cząsteczek tlenu, co przyczynia się do całkowitego spalenia cząstek paliwa. Po utlenieniu substancji efekt świetlny nie jest obserwowany w trzeciej strefie.

Przedstawienie schematyczne

Dla jasności przedstawiamy Państwu obraz płonącej świecy. Schemat płomienia obejmuje:

Jednak pomiędzy dwiema cieczami palnymi, obie o temperaturze palnej niższej niż temperatura otoczenia, preferowane jest stosowanie wyższej temperatury palnej, ponieważ w temperaturze otoczenia wydziela mniej palne pary, co zmniejsza możliwość tworzenia się mieszaniny parowo-powietrznej w zakresie palności.

Dalsze negatywne elementy dotyczące zagrożenie pożarowe, są prezentowane. Niska temperatura zapłonu paliwa, co pociąga za sobą mniejszą energię aktywacji do rozpoczęcia spalania; ponieważ zakres mieszania pary i powietrza jest większy, co umożliwia wzniecenie i rozprzestrzenienie ognia. Ostatnio należy wziąć pod uwagę gęstość par palnych, definiowaną jako masa na jednostkę objętości oparów paliwa.

  1. Pierwszy lub ciemny obszar.
  2. Druga strefa świetlna.
  3. Trzecia przezroczysta powłoka.

Gwint świecy nie ulega spaleniu, a jedynie następuje zwęglenie zgiętego końca.


Płonąca lampa spirytusowa

Małe zbiorniki z alkoholem są często używane do eksperymentów chemicznych. Nazywane są lampami alkoholowymi. Knot palnika impregnowany jest płynnym paliwem wlewanym przez otwór. Ułatwia to ciśnienie kapilarne. Po dotarciu do wolnego wierzchołka knota alkohol zaczyna parować. W stanie pary zapala się i pali w temperaturze nieprzekraczającej 900 °C.

Bardzo niebezpieczne gatunki Paliwa są najcięższym powietrzem w powietrzu, ponieważ w przypadku braku lub braku wentylacji mają tendencję do gromadzenia się i zatrzymywania w niskich obszarach środowiska, dzięki czemu łatwopalne mieszaniny są lżejsze.

Sztuczne paliwa płynne mają coraz mniejsze znaczenie, ale znacznie ważniejsza jest klasa paliw naturalnych. paliwa płynne którzy są właścicielami ropy. Olej nie jest pojedynczą substancją, ale mieszaniną utworzoną głównie z dużej liczby węglowodorów o bardzo różnych właściwościach chemicznych i właściwości fizyczne. różne rodzaje oleje mogą również występować w innych niż węglowodory substancjach, takich jak związki siarki, które są jedną z głównych przyczyn zanieczyszczenia dwutlenkiem siarki w dużych miastach.

Płomień lampy spirytusowej ma zwykły kształt, jest prawie bezbarwny, z lekkim odcieniem niebieskiego. Jego strefy nie są tak wyraźnie widoczne jak strefy świecy.

Nazwany na cześć naukowca Bartela, początek pożaru znajduje się nad rozżarzoną siatką palnika. To pogłębienie płomienia prowadzi do zmniejszenia wewnętrznego ciemnego stożka, a środkowa część wyłania się z otworu, który jest uważany za najgorętszy.


Charakterystyka koloru

Emisje o różnych kolorach płomieni są spowodowane przejściami elektronicznymi. Nazywane są również termicznymi. Tak więc, w wyniku spalania składnika węglowodorowego w powietrzu, niebieski płomień powstaje w wyniku uwolnienia Połączenia H-C. A kiedy cząstki C-C są emitowane, pochodnia zmienia kolor na pomarańczowo-czerwony.

Trudno jest rozważyć budowę płomienia, którego chemia obejmuje związki wody, dwutlenku węgla i tlenku węgla, wiązanie OH. Jego języki są praktycznie bezbarwne, ponieważ powyższe cząsteczki podczas spalania emitują promieniowanie ultrafioletowe i podczerwone.

Kolor płomienia jest powiązany ze wskaźnikami temperatury, z obecnością w nim cząstek jonowych, które należą do określonego widma emisyjnego lub optycznego. W ten sposób spalanie niektórych elementów prowadzi do zmiany palnika. Różnice w wybarwieniu pióropusza związane są z rozmieszczeniem pierwiastków w różnych grupach układu okresowego.

Ogień na obecność promieniowania związanego z widmem widzialnym jest badany za pomocą spektroskopu. Jednocześnie stwierdzono, że proste substancje z ogólnej podgrupy również mają podobne zabarwienie płomienia. Dla jasności jako test dla tego metalu stosuje się spalanie sodu. Po wprowadzeniu do płomienia języki stają się jasnożółte. W oparciu o charakterystykę barwy linia sodowa jest izolowana w widmie emisyjnym.

Dla charakterystycznej właściwości szybkiego wzbudzenia promieniowania świetlnego cząstek atomowych. Kiedy do ognia palnika Bunsena wprowadza się niskolotne związki takich pierwiastków, jest on barwiony.

Badanie spektroskopowe pokazuje charakterystyczne linie w obszarze widocznym dla ludzkiego oka. Szybkość wzbudzania promieniowania świetlnego i prosta struktura widmowa są ściśle związane z wysoką charakterystyką elektropozytywną tych metali.

Charakterystyka

Klasyfikacja płomienia opiera się na następujących cechach:

  • zagregowany stan palących się związków. Występują w postaci gazowej, rozproszonej w powietrzu, stałej i płynnej;
  • rodzaj promieniowania, który może być bezbarwny, świetlisty i kolorowy;
  • prędkość dystrybucji. Rozprzestrzenia się szybko i wolno;
  • wysokość płomienia. Struktura może być krótka i długa;
  • charakter ruchu reagujących mieszanin. Przydziel ruch pulsacyjny, laminarny, turbulentny;
  • percepcja wzrokowa. Substancje palą się z wyzwoleniem dymnego, kolorowego lub przezroczystego płomienia;
  • wskaźnik temperatury. Płomień może mieć niską temperaturę, zimno i wysoką temperaturę.
  • stan paliwa fazowego - utleniacz.

Zapłon następuje w wyniku dyfuzji lub wstępnego zmieszania składników aktywnych.

Region utleniania i redukcji

Proces utleniania odbywa się w niepozornej strefie. Jest najgorętsza i znajduje się na szczycie. W nim cząsteczki paliwa ulegają całkowitemu spaleniu. A obecność nadmiaru tlenu i niedoboru paliwa prowadzi do intensywnego procesu utleniania. Ta funkcja powinna być wykorzystywana podczas podgrzewania przedmiotów nad palnikiem. Dlatego substancja jest zanurzona w górnej części płomienia. Takie spalanie przebiega znacznie szybciej.

Reakcje redukcji zachodzą w środkowej i dolnej części płomienia. Zawiera dużą podaż substancji palnych i niewielką ilość cząsteczek O 2 , które przeprowadzają spalanie. Kiedy związki zawierające tlen są wprowadzane do tych obszarów, następuje eliminacja pierwiastka O.

Jako przykład płomienia redukującego stosuje się proces rozszczepiania siarczanem żelazawym. Gdy FeSO 4 wchodzi do centralnej części płomienia palnika, najpierw nagrzewa się, a następnie rozkłada na tlenek żelaza, bezwodnik i dwutlenek siarki. W tej reakcji obserwuje się redukcję S z ładunkiem od +6 do +4.

płomień spawalniczy

Ten rodzaj pożaru powstaje w wyniku spalania mieszaniny gazu lub pary cieczy z tlenem w czystym powietrzu.

Przykładem jest powstawanie płomienia tlenowo-acetylenowego. Podkreśla:

  • strefa rdzenia;
  • średni obszar odzysku;
  • strefa końcowa pochodni.

Tak pali się wiele mieszanin gazowo-tlenowych. Różnice w stosunku acetylenu i utleniacza prowadzą do inny rodzaj płomień. Może mieć strukturę normalną, nawęglającą (acetylenową) i utleniającą.

Teoretycznie proces niepełnego spalania acetylenu w czystym tlenie można scharakteryzować następującym równaniem: HCCH + O 2 → H 2 + CO + CO (do reakcji potrzebny jest jeden mol O 2).

Powstały wodór cząsteczkowy i tlenek węgla reagują z tlenem z powietrza. Produktami końcowymi są woda i czterowartościowy tlenek węgla. Równanie wygląda tak: CO + CO + H 2 + 1½O 2 → CO 2 + CO 2 + H 2 O. Ta reakcja wymaga 1,5 mola tlenu. Sumując O 2 okazuje się, że na 1 mol HCCH zużywa się 2,5 mola. A ponieważ w praktyce trudno znaleźć idealnie czysty tlen (często ma on niewielkie zanieczyszczenie zanieczyszczeniami), stosunek O 2 do HCCH będzie wynosił 1,10 do 1,20.

Gdy stosunek tlenu do acetylenu jest mniejszy niż 1,10, pojawia się płomień nawęglający. Jego struktura ma powiększony rdzeń, jego zarysy stają się rozmyte. Sadza jest emitowana z takiego ognia z powodu braku cząsteczek tlenu.

Jeżeli stosunek gazów jest większy niż 1,20, uzyskuje się płomień utleniający z nadmiarem tlenu. Jego nadmiar molekuł niszczy atomy żelaza i inne elementy stalowego palnika. W takim płomieniu część jądrowa staje się krótka i ma punkty.

Wskaźniki temperatury

Każda strefa ognia świecy lub palnika ma swoje znaczenie, dzięki dostarczeniu cząsteczek tlenu. Temperatura otwartego płomienia w jego różnych częściach waha się od 300 °C do 1600 °C.

Przykładem jest płomień dyfuzyjny i laminarny, który tworzą trzy muszle. Jej stożek składa się z ciemnego obszaru o temperaturze do 360°C i braku środka utleniającego. Nad nim znajduje się strefa blasku. Jego indeks temperaturowy waha się od 550 do 850 ° C, co przyczynia się do rozkładu termicznego mieszanina palna i jej palenie.

Obszar zewnętrzny jest ledwo widoczny. W nim temperatura płomienia osiąga 1560 ° C, co jest spowodowane naturalne cechy cząsteczki paliwa i szybkość wnikania środka utleniającego. Tutaj spalanie jest najbardziej energetyczne.

Substancje zapalają się w różnych warunkach temperaturowych. Tak więc metaliczny magnez pali się tylko w temperaturze 2210 °C. Dla wielu ciał stałych temperatura płomienia wynosi około 350°C. Zapłon zapałek i nafty możliwy jest już przy 800°C, a drewna od 850°C do 950°C.

Papieros pali się płomieniem, którego temperatura waha się od 690 do 790°C, aw mieszaninie propan-butan od 790°C do 1960°C. Benzyna zapala się w 1350°C. Płomień palącego się alkoholu ma temperaturę nie wyższą niż 900 ° C.