Исследование горючих веществ

IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Исследование горючих веществ

Карпенко И.Д. 1
1МАОУ "СОШ №10"
Пеньшина Г.Н. 1
1МАОУ "СОШ №10"
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Всем известно, что приятно смотреть на движущуюся воду, на работающего человека, а также на огонь… В обыденной жизни топливо имеет большое значение для согревания дома и приготовления пищи, что вместе с хлебом, одеждою и жилищем является первой необходимостью.

Однако, топливом можно считать лишь те горючие вещества, которые обладают большой удельной теплотой сгорания, низкой температурой воспламенения, отсутствием вредных продуктов сгорания, широко распространены в природе, просты в добыче и транспортировке. Чем больше выделяется тепла при сгорании топлива, тем оно лучше. Данные факторы и определили цель работы: исследовать процесс горения и различные виды горючих веществ.

Гипотеза исследования: если вещество горит, значит, оно является топливом.

В процессе исследования решались следующие задачи:

Изучить процесс горения с различных точек зрения.

Определить физико - химические свойства и качественный состав некоторых горючих веществ.

Провести сравнительный анализ данных горючих веществ.

Проанализировать возможное применение данных горючих веществ в качестве топлива.

Рассмотреть биотопливо как альтернативный источник современным видам топлива.

Методы исследования: описательные (наблюдение, обобщение), эксперимент, анализ полученных данных, математические расчеты.

Объект исследования: горение и горючие вещества.

Предмет исследования: изучение свойств, позволяющих считать вещество топливом.

Глава 1. Горение – сложный физико-химический процесс.

1.1 Фазы и виды горения

Горение – сложный физико-химический процесс превращения исходных веществ в продукты сгорания в ходе экзотермических реакций. Для процесса горения необходимы:

- горючее вещество (топливо);

- окислитель (чаще всего кислород);

- источник зажигания (не всегда).

Опыт 1 «Химический фитиль» (Приложение 1)

Огонь – это быстрая форма горения, при которой выделяются и свет, и тепло.

С точки зрения физики огонь – совокупность раскалённых газов, выделившихся в результате:

произвольного или непроизвольного нагревания топлива (горючего вещества) до определённой температуры при наличии окислителя;

химической реакции (например, взрыва);

протекания электрического тока в среде (электрическая дуга, электросварка).

Процесс горения делится на определенные стадии (фазы):

Начальная фаза (стадия роста),

Свободно горящая фаза (полностью развитая стадия),

Тлеющая фаза (стадия распада).

В первой – начальной – фазе расход приточного кислорода увеличивается, затем начинает уменьшаться. Вырабатывается некоторое количество тепла и это количество увеличивается в процессе горения. Пламя может нагреться до температуры более 5370°C, но температура в помещении на данном этапе может быть небольшая.

Во время второй – свободно – горящей фазы богатый кислородом воздух вовлечен в пламя, так как конвекция несет высокую температуру к верхнему слою ограниченного пространства. Горячие газы распространяются сверху вниз, вынуждая более прохладный воздух искать более низкие уровни, и, в конечном счете, зажигают весь горючий материал в верхних уровнях комнаты. На данном этапе температура в верхних слоях может превысить 7000°C. Огонь продолжает потреблять свободный кислород, пока он не достигнет точки, где недостаточно кислорода, чтобы реагировать с топливом. Пламя уменьшается до тлеющей фазы и нуждается только в поступлении кислорода, чтобы быстро вспыхнуть.

В третьей фазе пламя может прекратиться, если область горения воздухонепроницаема. В этом случае горение уменьшается до тлеющих угольков. Выделяется плотный дым и газы, возникает избыточное давление. Угли продолжают тлеть, помещение полностью заполнится плотным дымом и газами сгорания при температуре 5370°C. Сильный жар выпарит более легкие топливные составляющие, такие как водород и метан, от горючего материала в комнате. Эти топливные газы будут совместно с производными огня и далее увеличат опасность повторного возгорания и создадут возможность обратной тяги.

Виды горения

Вспышка - это быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.

Возгорание - возникновение горения под воздействием источника зажигания. Ярким примером возгорания является «фокус» древнеиндийских жрецов: в древней Индии, при совершении священных обрядов, в полумраке храмов внезапно вспыхивали и рассыпались искрами таинственные красные огни, наводившие суеверный страх на молящихся. Разумеется, могучий Будда здесь был ни при чем, зато его верные служители, жрецы, пугали и обманывали верующих с помощью бенгальских огней. Соли стронция, придававшие пламени красный цвет, смешивались с углем, серой и хлоратом калия (бертолетовой солью). В нужный момент смесь поджигалась.

Самовозгорание - это явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения веществ (материала, смеси) при отсутствии источника зажигания.

Тепловое самовозгорание вещества возникает в результате самонагревания под воздействием скрытого или внешнего источника нагрева. Самовоспламенение возможно только в том случае, если количество тепла, выделяемого в процессе самоокисления, будет превышать отдачу тепла в окружающую среду. Примером теплового самовозгорания может служить самовозгорание летучих эфирных масел в жаркую погоду. Всем известная легенда о неопалимой купине, или Моисеевом кусте, имеет вполне научное объяснение: учёные полагают, что это был кустарник диптам, выделяющий эфирные масла, которые загораются под действием солнечных лучей. В безветренную погоду вокруг куста увеличивается концентрация летучих эфирных масел, выделяемых растением, которые воспламеняются по достижении определенной температуры.

Тепловым самовоспламенением также объясняется появление кладбищенских огоньков. При разложении органических остатков выделяется бесцветный, ядовитый газ фосфин (РН3), имеющий свойство самовозгораться на воздухе, т.е. при наличии кислорода. Если этот газ выходит из земли, с разлагающимися в ней органическими остатками, происходит самовоспламенение, образуются небольшие вспышки, которыми раньше церковники пугали суеверных людей. Такое явление можно наблюдать только в теплое время года, так как температура самовоспламенения фосфина = 38°C. Самовозгорание может происходить и под воздействием жизнедеятельности микроорганизмов в массе вещества (материала, смеси). Склонностью к микробиологическому самовозгоранию обладают горючие материалы, особенно увлажненные, служащие питательной средой для микроорганизмов, жизнедеятельность которых связана с выделением теплоты (торф, древесные опилки). При этом температура самонагревания не превышает обычных значений температуры окружающей среды и может быть отрицательной. Поэтому большинство пожаров и взрывов происходит при хранении сельскохозяйственных продуктов (силос, увлажненное сено) в элеваторах. Наиболее часто используемый способ избежать самонагревания и самовоспламенения сена (и подобных материалов) сводится к тому, чтобы при складировании этих материалов не происходило их увлажнение.

Существует различие между процессами возгорания и самовозгорания: для того чтобы возникло возгорание, необходимо внести в горючую систему тепловой импульс, имеющий температуру, превышающую температуру самовоспламенения вещества. Температура самонагревания - минимальная температура среды, выше которой при благоприятных условиях возможно развитие экзотермического процесса самонагревания, связанного с термическим разложением и окислением определенного объема (массы) горючего вещества. Температура самовоспламенения - это самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.

Взрыв - это чрезвычайно быстрое химическое превращение вещества, сопровождающееся быстрым выделением тепловой энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу. Без этого типа горения так же сложно представить современный мир, так как механический взрыв топлива лежит в основе работы большинства автомобильных двигателей. Также взрывы небольших масштабов используются в пиротехнических устройствах.

Опыт 2 «Мини-фейерверк» (Приложение 2)

Продукты сгорания

В ходе процесса горения образуются продукты сгорания. Они могут быть жидкими, твёрдыми и газообразными. Их состав зависит от состава горящего вещества и от условий его горения. Органические и неорганические горючие вещества состоят, главным образом, из углерода, кислорода, водорода, серы, фосфора и азота. Из них углерод, водород, сера и фосфор способны окисляться при температуре горения и образовывать продукты горения. Азот при температуре горения не окисляется и выделяется в свободном состоянии, а кислород расходуется на окисление горючих элементов вещества. Все указанные продукты сгорания (за исключение угарного газа СО) гореть в дальнейшем не способны.

При неполном сгорании органических веществ в условиях низких температур и недостатка воздуха образуются более разнообразные продукты оксид углерода (II), спирты, альдегиды, кислоты и другие сложные химические соединения. Эти продукты образуют едкий и ядовитый дым. Кроме того, продукты неполного горения сами способны гореть и образовывать с воздухом взрывчатые смеси. Такие взрывы бывают при тушении пожаров в подвалах, сушилках и в закрытых помещениях с большим количеством горючего материала.

Опыт 3 «Фараонова змея из глюконата кальция» (Приложение 3)

1.3. Альтернативное биотопливо

Биото́пливо — топливо из растительного или животного сырья, из продуктов жизнедеятельности организмов или органических промышленных отходов.

Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, топливные гранулы, щепа, солома) и газообразное (синтез-газ, биогаз, водород). 54—60% биотоплива составляют его традиционные формы: дрова, растительные остатки и сушёный навоз для отопления домов и приготовления пищи. Их используют 38 % населения Земли. Основной формой биотоплива в электроэнергетике являются пеллеты, производимые из древесины.

Транспортное биотопливо существует в основном как этанол и биодизель. В 2018 году этанол составлял 74% рынка транспортного биотоплива, биодизель — 23% (преимущественно в форме метиловых эфиров жирных кислот), гидрированное растительное масло — 3%. Эти виды топлива производятся из пищевого сырья. Этанол получают из сахарного тростника (61%) и из зерна (39%). Основными видами сырья для производства биодизеля являются соя и рапс. Попытки коммерциализации жидких биотоплив из источников, не конкурирующих с производством продуктов питания, пока не привели к статистически значимым рыночным результатам.

Апельсины обладают отличной биоразлагаемой обёрткой – кожурой. Профессор из Йоркского университета Джеймс Кларк нашёл новый способ применения кожуры, превратив её в нефтеподобный продукт, который вполне можно использовать, как топливо для автомобилей. Или как сырьё для производства пластмассы. Принцип изобретения в том, что кожура апельсина содержит эфирные масла. Если их правильно извлечь, то можно получить отличный источник энергии.

Опыт 4. Апельсиновая кожура и огонь. (Приложение 4)

Глава 2. Исследование различных видов горючих веществ.

2.1. Физико – химические свойства горючих веществ

Для исследований были выбраны твердые горючие вещества: сухое горючее, парафин, биотопливо (кожура апельсина) и жидкие горючие вещества: керосин, этиловый спирт. Физико- химические свойства веществ определялись по органолептическим признакам: агрегатное состояние, цвет, запах.

Оборудование: образцы исследуемых веществ, химическая энциклопедия [8].

Таблица 1. Физико-химические свойства горючих веществ

Этиловый спирт

Жидкость, без цвета, легко испаряется, с запахом алкоголя, C2H5OH

Керосин

Жидкость, прозрачная, бесцветная, с запахом, смесь жидких углеводородов (от C8 до C15)

Парафин

Твердое вещество, бежевого цвета, без запаха, смесь предельных углеводородов C18С35

Сухое горючее (уротропин)

Твердое вещество, белого цвета, с запахом, (СH2)6N4

Биотопливо (кожура апельсина)

Один из полезных элементов, получаемый из отходов цитрусовых, политерпен – C10H16. Это бесцветный жидкий углеводород.

Вывод: в состав исследуемых образцов входит углерод.

2.2. Исследование пламени горючих веществ.

Опыт 5. Сравнение пламени горючих веществ. (Приложение 5).

Сравнивали пламя твердых и жидких веществ (по цвету, высоте, копоти). Выяснили, что пламя у большинства веществ желтое и коптящее, а этиловый спирт горит бледно-голубым пламенем и не коптит.

2.3. Определение удельной теплоты сгорания исследуемых веществ лабораторным способом

Разные виды топлива одинаковой массы при полном сгорании выделяютразное количество теплоты. Сравнить количества теплоты, выделившиеся при сгорании разных видов топлива можно, используя физическую величину - удельную теплоту сгорания. Удельная теплота сгоранияпоказывает, какое количество теплоты выделится при полном сгорании 1кг данного топлива.

Опыт 6. Определение удельной теплоты сгорания горючих веществ(Приложение 6)

Оборудование: электронные весы, колба, мерный стакан, вода, металлическая чаша, образцы всех исследуемых видов топлива, цифровая лаборатория с датчиком температуры.

В металлическую чашу положили по 2г горючих веществ. С помощью весов отмерили 200г воды, налили ее в колбу и с помощью датчика Цифровой лаборатории измерили изменение температуры воды при полном сгорании топлив в одинаковых условиях.

Из уравнения теплового баланса рассчитали удельную теплоту сгорания для всех исследуемых веществ . Учитывали, что только около 50% сжигаемого топлива расходуется с пользой [9]. Относительную погрешность рассчитывали по формуле: . Ниже представлены расчеты для всех исследуемых видов топлива.

Сухое горючее (уротропин)

Масса нагреваемой воды

200 грамм

Изменение температуры воды

29,50С

Количество теплоты, полученное водой

24696 Дж

Масса горючего

2 грамм

Удельная теплота сгорания

24,78 МДж/кг

Табличное значение удельной теплоты сгорания

29 МДж/кг

Относительная погрешность измерений

14,8%

Парафин

Масса нагреваемой воды

200 грамм

Изменение температуры воды

11,30С

Количество теплоты, полученное водой

9492 Дж

Масса горючего

2 грамм

Удельная теплота сгорания

9,5 МДж/кг

Табличное значение удельной теплоты сгорания

11,2 МДж/кг

Относительная погрешность измерений

15,1%

Биотопливо (кожура апельсина)

Масса нагреваемой воды

200 грамм

Изменение температуры воды

150С

Количество теплоты, полученное водой

21000 Дж

Масса горючего

20 грамм

Удельная теплота сгорания

1,26 МДж/кг

Этиловый спирт

Масса нагреваемой воды

200 грамм

Изменение температуры воды

300С

Количество теплоты, полученное водой

25200 Дж

Масса горючего

2 грамм

Удельная теплота сгорания

25,2 МДж/кг

Табличное значение удельной теплоты сгорания

29,7 МДж/кг

Относительная погрешность измерений

15,1%

Керосин

Масса нагреваемой воды

200 грамм

Изменение температуры воды

41,40С

Количество теплоты, полученное водой

34776 Дж

Масса горючего

2 грамм

Удельная теплота сгорания

34,8 МДж/кг

Табличное значение удельной теплоты сгорания

40,8 МДж/кг

Относительная погрешность измерений

14,7%

2.4. Определение удельной теплоты сгорания исследуемых веществ аналитическим способом

Все реакции горения являются экзотермическими, так как происходят с выделением тепла. Энергия, выделившаяся при сгорании 1 моля топлива, называется тепловым эффектом реакции. Зная его, можно найти и удельную теплоту сгорания топлива. Достаточно сделать расчет теплового эффекта в химической реакции в перерасчете на 1 кг сжигаемого топлива. Для определения теплового эффекта необходимо использовать закон Гесса, на основании которого: тепловой эффект находится через разность теплоты образования исходных веществ и продуктов реакции. Теплота образования простого вещества равна нулю. Будем рассматривать теплоты образования веществ, находящихся в стандартных условиях (при температуре 25оС и нормальном атмосферном давлении 105Па). Принято потерянную любой системой энергию представлять со знаком «минус». Процесс расчета разбивается на два этапа:

Определение теплового эффекта реакции. Для этого необходима таблица «Теплоты образования веществ» [10, 11] (Приложение (7).

Расчет удельной теплоты сгорания топлива.

Сухое горючее (уротропин)

Реакция горения сухого горючего (уротропина) выражается уравнением: (СН2)6N4(т)+9O2(г) = 6CO2(г)↑ + 2N2(г)↑ + 6H2O(п)

По закону Гесса рассчитаем тепловой эффект реакции:

Q=-99,2-[6∙(-393,51)+6∙(-285,84)]=3976,9 (кДж)

Найдем молярную массу уротропина:

m((СН2)6N4)=6×12+12×1+4×14=140 (г/моль)

Составляем пропорцию:

140 г ® 3976,9 кДж

1000 г ® Q

Q=(3976,9∙1000)/140=28406 (кДж)

q=28,406 МДж/кг.

Парафин

Реакция горения парафина выражается уравнением:

2С18Н38(т)+55O2(г) = 36CO2(г)↑ + 38H2O(п)

По закону Гесса рассчитаем тепловой эффект реакции:

Q=2∙(-4742,26)-[36∙(-393,51)+38∙(-285,84)]=2794 (кДж)

Найдем молярную массу парафина:

m(С18Н38)=18×12+38×1=254 (г/моль)

Составляем пропорцию:

254 г ® 2794 кДж

1000 г ® Q

Q=(2794∙1000)/254=11000 (кДж)

q=11 МДж/кг.

Этиловый спирт

Реакция горения этилового спирта выражается уравнением:

С2Н5ОН(ж)+3O2(г) = 2CO2(г)↑ + 3H2O(п)

По закону Гесса рассчитаем тепловой эффект реакции:

Q=-276,9-[2∙(-393,51)+3∙(-285,84)]=1367,62 (кДж)

Найдем молярную массу этилового спирта:

m(С2Н5ОН)=2×12+6×1+16=46 (г/моль)

Составляем пропорцию:

46 г ® 1367,62 кДж

1000 г ® Q

Q=(1367,62∙1000)/46=29731 (кДж)

q=29,731 МДж/кг.

Керосин

Реакция горения керосина выражается уравнением:

С9Н20(ж)+14O2(г) = 9CO2(г)↑ + 10H2O(п)

По закону Гесса рассчитаем тепловой эффект реакции:

Q=-1254,3-[9∙(-393,51)+10∙(-285,84)]=5145,6 (кДж)

Найдем молярную массу керосина:

m(С9Н20)=9×12+20×1=128 (г/моль)

Составляем пропорцию:

128 г ® 5145,6 кДж

1000 г ® Q

Q=(5145,6∙1000)/128=40200 (кДж)

q=40,2 МДж/кг.

Таблица 2. Сравнительная характеристика удельных теплот сгорания топлив

Горючее

вещество

Экспериментальная

удельная теплота

сгорания,

МДж/кг

Расчетная

удельная теплота

сгорания,

МДж/кг

Табличная

удельная теплота

сгорания,

МДж/кг

Продукты сгорания,

г

Сухое горючее

24,78

28,4

29

0,1

Парафин

9,5

11

11,2

0,11

Апельсиновая кожура

1,26

-

-

0,5

Этиловый спирт

25,2

29,73

29,7

0

Керосин

34,8

40,2

40,8

0,3

В процессе горения веществ на колбе образовывалась копоть. Для определения массы продуктов сгорания веществ, взвешивалась чистая колба до проведения опыта и после. Было определено, что больше всего закоптилась колба при сгорании биотоплива (апельсиновой кожуры), чистой же осталась пробирки у этилового спирта. Быстрее всех сгорели этиловый спирт и керосин, а дольше всех горел парафин.

По результатам исследования была построена диаграмма, показывающая, что самая большая удельная теплота сгорания оказалась у керосина, а самая маленькая у биотоплива (апельсиновой кожуры).

В настоящее время в энергетике и промышленности России и мира используется несколько видов источников получения энергии: ископаемые невозобновляемые источники – основа современной промышленности, атомная и возобновляемая энергетики (приливная, геотермальная, солнечная, ветряная, гидроэнергия).

В общем объеме выработки энергии во всем мире атомная энергия составляет не более 20% от общего объема произведенной энергии, а альтернативная нетрадиционная энергетика не более 5%. Основной объем производимой энергии, а это более 70% вырабатываемой энергии приходится на использование традиционных ископаемых видов топлива.

Большинство зданий промышленного и коммунального назначения являются потребителями энергии в виде тепла. При сжигании топлива теплоноситель получается в виде газов высоких температур - порядка 1000 - 1700° С. Транспорт газов таких температур на сколько-нибудь значительные расстояния, порядка десятков метров, сопряжен с большими потерями тепла, а также с рядом технических затруднений. Поэтому в тех случаях, когда требуется высокопотенциальное тепло, оно получается, как правило, за счет сжигания топлива в том же устройстве, в котором это тепло расходуется. Такими устройствами являются разнообразные по конструкции и назначению промышленные печи. Поэтому использование органического топлива будет еще долгое время актуально.

Заключение

Спирт, керосин, сухое горючее,

парафин и даже апельсин!

Почему все говорят,

Что эти вещества горят?

Мы выяснили это смело:

В них углерод, вот в чем тут дело!

Все исследуемые вещества содержат в своем составе углерод. Они горят с выделением большого количества тепла и поэтому могут применяться в качестве топлива. Гипотеза подтвердилась.

Работать с огнем всегда интересно, а данная работа помимо развития познавательного интереса позволила взглянуть на огонь с научной точки зрения.

В работе представлены результаты изучения процесса горения с химической и физической точек зрения.

Систематизированы сведения о составе исследуемых горючих веществ.

Проведен расчет лабораторным и аналитическим методами и представлен сравнительный анализ удельных теплот сгорания горючих веществ.

Прикладная ценность исследования заключается в попытке определить удельную теплоту сгорания биотоплива (кожуры апельсина).

Список литературы

Габриелян, О.С., Рунов Н.Н, Толкунов В.И. Химический эксперимент в школе, М.: Дрофа, 2015.– 123.

Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики, М.: Просвещение,2015.– 133.

Кендиван О.Д. Чудо глазами химика / О.Д.-С. Кендиван //Химия. Учебно-методический журнал для учителей химии и естествознания №5-6 изд. Первое сентября - Москва, 2014. - с.45-52

Красицкий, В.А. Рукотворный огонь: история и современность / В.А. Красицкий // Химия. Учебно-методический журнал для учителей химии и естествознания №1 изд. Первое сентября - Москва, 2017. - с.48

Пёрышкин А.В.Физика 8 класс,- М.: Дрофа, 2016. - 125.

Степин, Б. Д.; Аликберова, Л.Ю. Эффектные опыты / Б.Д. Степин, Л.Ю., М.: Дрофа. 2013. – 125.

Уокер Дж. Физический фейерверк, М.: «Мир», 1989. -297.

Химическая энциклопедия http://www.xumuk.ru/encyklopedia/

https://studopedia.su/19_19088_poteri-tepla-pri-szhiganii-topliva.html

Таблица значений «Теплота образования веществ» https://himi4ka.ru/arhiv-urokov/urok-21-teplota-obrazovanija.html

Таблица значений «Теплота образования веществ»https://poznayka.org/s75183t1.html

http://zaryad.com/2012/08/06/6-08-kozhura-ot-apelsina-stanet-toplivom-dlya-avtomobilya/

http://www.myshared.ru/slide/1283337/

http://school-collection.edu.ru

http://www.elit-material.ru/promyshlennost_proizvodstvo/nauchnaya_rabota_gustoj_dym_kak_potok.html

Приложение 1

Опыт 1 «Химический фитиль»

Цель опыта: убедиться, что огонь может «рождаться» не только от искры, но и просто от смешивания некоторых веществ, которые по отдельности совершенно безобидны.

Реактивы и оборудование: бумага, кристаллический перманганат калия, безводный глицерин, пипетка.

Ход работы и наблюдения: на скомканный лист бумаги высыпать небольшое количество перманганата калия, капнуть 3-5 капель глицерина; над смесью появится дым, и через какое-то время (5-15 секунд) смесь и скомканный лист загорятся. Все действия производить с соблюдением правил техники безопасности в присутствии взрослых (Приложение 1).

Этот способ дистанционно поджигать запалы для бомб использовали еще в конце 19 века террористы-народовольцы при организации покушений на государственных  чиновников.

       

Огонь рождается от смешивания перманганата калия и глицерина

Приложение 2

Опыт 2 «Мини-фейерверк»

Цель опыта: сделать небольшой пиротехнический салют в домашних условиях.

Реактивы и оборудование: растолченный в порошок древесный уголь (можно использовать активированный уголь), кристаллический перманганат калия, железные опилки, лист бумаги, тигль, тигельные щипцы, сухое горючее.

Ход работы и наблюдения: на лист бумаги насыпаем три небольшие одинаковые кучки мелко растолченных порошков: перманганата калия, железных опилок и угля. После этого складываем лист бумаги пополам так, чтобы порошки ссыпались в одну кучку. Дело в том, что при перетирании марганцовки с железными опилками, смесь может вспыхнуть. Полученную смесь высыпаем в тигль. Подносим его к пламени сухого горючего и ждем несколько секунд. Когда смесь нагреется, она начнет искрить, подобно бенгальскому огню. Все действия производить с соблюдением правил техники безопасности в присутствии взрослых.

       

Опыт 2 «Мини-фейерверк» небольшой пиротехнический салют в домашних условиях

Приложение 3

Опыт 3 «Фараонова змея из глюконата кальция»

Фараоновыми змеями называют целый ряд реакций, которые сопровождаются образованием пористого продукта из небольшого объема реагирующих веществ. Эти реакции сопровождаются бурным выделением газа.

Цель эксперимента: понаблюдать за термическим разложением глюконата кальция.

Реактивы и оборудование: таблетки глюконата кальция, сухое горючее, пинцет.

Ход работы и наблюдения: на зажженную таблетку сухого горючего, при помощи пинцета, кладём 1-2 таблетки глюконата кальция. Глюконат кальция значительно увеличится в объёме, приобретёт «червеобразную» форму, будет «выползать» из пламени. Получившаяся «змея» очень хрупкая и распадётся при первом же прикосновении.

     

Опыт 3 «Фараонова змея из глюконата кальция»

Приложение 4

Опыт 4. Апельсиновая кожура и огонь.

Ц ель: убедиться, что кожура апельсина содержит жидкие углеводороды и другие горючие вещества.

Оборудование: сухое горючее, кожура апельсина, спички.

Ход работы и наблюдения: зажечь сухое горючее, взять кожуру апельсина, повернуть ее внешней стороной к пламени, согнуть и сдавить. Из пор кожуры выступают брызги эфирного масла, которые тут же загораются. Наблюдаются желтые вспышки. Если капелек эфирного масла мало - они будут загораться по отдельности в виде желтых или синих огненных точек.

Приложение 5

Опыт 5. Сравнение пламени горючих веществ.

Оборудование: образцы исследуемых веществ, белый экран, спички, фарфоровые чашки.

Сравнивали пламя твердых и жидких веществ (по цвету, высоте, копоти). Выяснили, что пламя у большинства веществ желтое и коптящее, а этиловый спирт горит бледно-голубым пламенем и не коптит.

Приложение 6

Опыт 6. Определение удельной теплоты сгорания горючих веществ

Оборудование: электронные весы, колба, мерный стакан, вода, металлическая чаша, образцы всех исследуемых видов топлива, цифровая лаборатория с датчиком температуры.

В металлическую чашу положили по 2г горючих веществ. С помощью весов отмерили 200г воды, налили ее в колбу и с помощью датчика Цифровой лаборатории измерили изменение температуры воды при полном сгорании топлив в одинаковых условиях.

Из уравнения теплового баланса рассчитали удельную теплоту сгорания для всех исследуемых веществ . Учитывали, что только около 50% сжигаемого топлива расходуется с пользой [9].

     
   
 

Приложение 7

Таблица значений «Теплота образования веществ» (исследуемые вещества)

Вещество

ΔH298,кДжмоль-1

1

H2O(п)

-285,84

2

CO2(г)

-393,51

3

(СН2)6N4(т)

-99,2

4

С18Н38(т)

-4742,26

5

С2Н5ОН(ж)

-276,9

6

С9Н20(ж)

-1254,3

https://himi4ka.ru/arhiv-urokov/urok-21-teplota-obrazovanija.html

Просмотров работы: 12