Автор – Тимофеева Кристина Игоревна
 Скачать 293.06 Kb.
|
| XVIII Российская научная конференция школьников «Открытие» Секция Химия Магия огня с точки зрения химии Исследовательская работаАвтор –Тимофеева Кристина Игоревна,обучающаяся 9 классаМОУ гимназии № 8им. Л.М. Марасиновойг.Рыбинск Ярославская областьНаучный руководитель –Лебедева Ирина Владимировна,учитель химии МОУ гимназии № 8им. Л.М. МарасиновойЯрославль, 2015 Содержание
Введение «Почему огонь полон для нас такой неизъяснимой прелести? Что влечёт к нему и старого и малого? Огонь – это вечное движение. То, что человек всегда стремился найти, но так и не нашел. Или почти вечное. Если ему не препятствовать, он бы горел, не угасая, в течение всей нашей жизни. И всё же что такое огонь? Тайна. Загадка!» Рэй Брэдбери, 451 градус по Фаренгейту Наряду с водой, землёй и воздухом, огонь считается одной из четырёх стихий (первоэлементов). Огонь для первобытного человека был загадкой; он, казалось, «пожирал» древесину и, «пожирая», давал не только свет и тепло, но и очень нужную для земледелия золу; к тому же горение стало тем природным процессом, которым научились «управлять» первобытные люди. Остроумные приспособления, разнообразнейшие усовершенствования способов сохранения и получения огня, накопленные в течение тысячелетий, были в конечном счете посвящены одной цели – сделать природный процесс горения всеобщим средством труда и использовать его в разнообразных областях человеческой деятельности. Согласно Б. Ф. Поршневу, открытие способа добывания огня явилось прямым следствием обработки камней ещё в раннем палеолите. Химические превращения веществ человек стал использовать с той поры, когда он стал Homo sapiens. В современном мире значение огня и горения огромно. Поэтому понятен тот интерес, который издавна проявлял человек к огню, стараясь изучить его и подчинить себе. В настоящее время ученые всех стран продолжают искать ответы на вопросы, связанные с огнем: – температура Благодатного огня, который ежегодно в канун православной Пасхи чудесным образом возгорается в Храме Гроба Господня в Иерусалиме; – следы первого в истории рукотворного огня; – исследование феноменального явления, известного, как шаровые молнии Наги (Naga's Fireballs), когда каждый год при первой полной луне 11-го лунного месяца на реке Меконг (Mekong River) сотни красных, розовых и оранжевых шаровых молний взлетают в небо. Но огонь может приносить не только пользу: если стихия выйдет из-под контроля, то может причинить серьёзный ущерб – сжечь дом и нанести огромный вред здоровью. Цель – провести исследование огня. Задачи: 1. Определить роль огня в жизни человека. 2. Дать описание огня. 3. Изучить химические особенности огня. Объект исследования – огонь. Предмет исследования – свойства огня. Гипотеза – если не владеть информацией об особенностях огня, можно причинить вред здоровью и окружающей среде. Роль огня в жизни человека Огонь – универсальное средство защиты от диких зверей, холода, темноты – оказался в то же время необходимым средством труда: с его помощью люди еще в древности жарили мясо и выпекали изделия из муки, добывали соль и сушили одежду. Ничто не оказало такого громадного влияния на переход человечества к оседлому образу жизни, как огонь, который, правда, в то время весьма нелегко было добывать. Поэтому огонь нужно было постоянно поддерживать в очагах каждого жилища. Только повседневное использование огня позволило людям впервые осознать существование взаимосвязи природных явлений, преодолеть страх перед «диким зверем», попытаться познать его сущность и «приручить». «Укротить» огонь удалось лишь тогда, когда человек научился не только поддерживать горение, но и самостоятельно добывать огонь. Значение огня для жизни ощущалось первобытным человеком настолько сильно, что в древности даже возникла легенда о даровании огня людям богами (Приложение 1). При переходе к оседлому образу жизни люди вынуждены были сразу же начать совершенствовать новое средство труда, используя его в первую очередь для развития земледелия. Затем огонь стал использоваться в разнообразных, тесно связанных с земледелием областях человеческой деятельности: при добывании воды, при строительстве жилых зданий и укреплений, для защиты от врагов. Без применения огня нельзя было и разводить домашних животных. Первобытные земледельческие племена производили столько продуктов питания, что могли прокормить не только самих себя, но и ремесленников. Разделение труда получило дальнейшее развитие после появления и совершенствования гончарного искусства, с которого началось первое широкое использование огня для получения важнейших предметов обихода. Это привело к изготовлению керамических сосудов и иных изделий, предназначенных для сбора, хранения и перевозки воды, а также других продуктов. Развитие гончарного искусства стимулировало широкое применение в первобытной технике еще одного вида природного сырья – различных сортов глины. В результате широкого использования различных сортов глины для изготовления керамических изделий возникла новая область техники того времени – обжиг. При помощи обжига стали изготовлять не только сосуды, но и кирпичи – очень важный строительный материал. Широкое применение различных процессов позволило уже в древности сделать ценные наблюдения и практические открытия. Важнейшими среди них были выделение жира, получение травяных отваров, упаривание растворов, получение яда из семян ядовитых растений для пропитки стрел — очень действенного оружия охотников и воинов. Все эти операции могли быть проведены лишь при нагревании различных продуктов растительного и животного происхождения в сосудах, устойчивых к действию огня. Таким же образом были получены животные жиры и различные масла – важнейшие материалы для осветительных устройств. Открытое пламя и лучину для освещения со временем сменили факелы и керосиновые лампы. Громадное влияние на развитие техники осветительных устройств оказало использование глиняных, а позже и металлических сосудов; это необычайно усовершенствовало изготовление светильников. Производство гончарных изделий и другой ремесленной продукции способствовало возникновению торгового обмена, развитие которого стимулировало также расширение потребностей людей в товарах. Оно сильно повлияло не только на становление ремесел, но и на совершенствование языка, письменности, развитие поэзии и искусства. Результаты наблюдений за процессом обжига керамических изделий и совершенствования разнообразных конструкций печей для обжига способствовали развитию методов регулирования силы огня и достижения высокой температуры, что в свою очередь привело к повышению прочности сосудов после обжига. Достижение высоких температур имело очень важные последствия – оно позволило широко использовать новый вид минерального сырья – металлы. Таким образом, по мере освоения величайшей стихийной силы природы, происходит развитие и совершенствование человечества. Без огня жизнь на земле невозможна! К сожалению, огонь оставил и трагические следы в истории всех эпох и народов. По несколько раз выгорали дотла многие города и села. Горела Москва, Новгород, Ярославль, города Поволжья. Захватывая огромные площади, пожары уничтожали леса и посевы, вселяя в людей ужас, заставляя их бросать родные места. Происходило это потому, что люди, научившись добывать огонь, не научились бороться с ним. Огонь стал не только другом, но и превратился в его недруга – пожар, который уничтожает материальные ценности, в огне которого гибнут люди, животные. Таким образом, огонь играет важную роль в развитии современного общества, но, и может причинить большой урон при отсутствии определенных знаний у человека. Описание огня и его химические особенности Огонь – в узком смысле, совокупность раскалённых газов и плазмы, выделяющихся в результате:
Собственная температура огня зависит от источника, вызвавшего реакцию воспламенения, от материалов, участвующих в реакции горения и давления воздуха (Приложение 2).Наблюдая за огнем, мы видим, как он играет многочисленными оттенками красного и желтого цвета. Какого цвета огонь и почему он приобретает тот или иной оттенок? Эти вопросы были заданы мною моим одноклассникам и близким людям. Ответы опрошенных следующие:1. «Какого цвета огонь?»– 40% – разного;– 35% – оранжевого;– 25% – красного.2. «Отчего зависит цвет огня?»– 28% – не знаю;– 72% – от того, что горит.Таким образом, мнения опрошенных разошлись. Так как собственный цвет пламени зависит от горящего материала и чистоты топлива:
Химические вещества сгорают, окрашивая огонь отдельными своими атомами или ионами, которые высвобождаются под воздействием высокой температуры (Приложение 3). Разнообразие цвета пламени:
Для возникновения и существования огня требуются два компонента – топливо, которое горит, и окислитель, который даёт протекать этому процессу. Чаще, газом, который является окислителем, является кислород. При отсутствии топлива горение может продолжаться лишь в виде искр, и притом весьма непродолжительное время. При нагревании тела до температуры, при которой оно воспламеняется, в полном вакууме, тело не может загореться – оно может лишь раскалиться, пусть и до такой температуры, что при соприкосновении с нагретым топливом можно получить серьёзные ожоги любой степени. При нагревании таким образом дерева происходит разделение его на древесный уголь и смолу.Все вещества относительно огня подразделяются на четыре категории:
Огонь сопровождает горение – быстропротекающею реакцию, при которой выделяется тепло и свет. Существует несколько видов реакций. Самая обычная из них – реакция между кислородом и топливом. Кислород воздуха вступает во взаимодействие с каким-либо материалом, который может гореть (горючее). В результате выделяется тепло. Если процесс протекает быстро, мы наблюдаем пламя или тление, или просто чувствуем, что происходит такая реакция – например, при взрыве. И, наоборот, существует сгорание, которое протекает очень медленно, что мы годами его не замечаем. Например, при ржавлении металла мы имеем дело с процессом горения! При медленном горении, если выделяемое тепло не попадает в воздух, температура может достигнуть такого уровня, когда начнется возгорание. Это называется «спонтанным загоранием», которое может возникнуть даже в куче промасленных тряпок, оставленных в закрытом помещении. Масло будет медленно окисляться, что приведет к выделению тепла. Если для него не будет выхода, оно будет аккумулироваться. Постепенно его становиться достаточно, чтобы загорелись тряпки. Таким образом, ржавление – это всего лишь медленная форма горения, что невозможно почувствовать тепла, выделяемого при этом, а огонь – это быстрое горение, или воспламенение, при котором выделяется и тепло и свет. Следовательно, огонь является основной фазой процесса горения и имеет свойство к самораспространению по затронутым им другим горючим материалам. Хотя среди процессов горения химических веществ бывают и исключения, когда вещество сгорает без пламени.Заключение В результате проведения исследовательской работы, я пришла к следующим выводам: 1. Роль огня в жизни человека огромна. Правильное его использование дает возможность делать новые открытия, двигаться вперед и развиваться. Но, не аккуратное обращение с огнем может привести к потерям и нанести ущерб, как здоровью, так и имуществу. 2. Огонь является основной фазой процесса горения и имеет свойство к самораспространению по затронутым им другим горючим материалам.3. Огонь имеет как собственную температуру, которая зависит от источника, вызвавшего реакцию воспламенения, от материалов, участвующих в реакции горения и давления воздуха, так и собственный цвет, который зависит от горящего материала и чистоты топлива. Для возникновения и существования огня требуются два компонента – топливо, которое горит, и окислитель, который даёт протекать этому процессу.4. Если владеть знаниями по химии, то многим «интересным» фактам, которые ранее вызывали чувство удивления можно дать объяснении.В результате проделанной работы я подтвердила свою гипотезу, что если не владеть информацией об особенностях огня, можно причинить вред здоровью и окружающей среде.Данный материал могут использовать учащиеся для написания рефератов и научно-исследовательских работ.Я буду продолжать изучать свойства огня и следить за интересными фактами и событиями, связанными с ним!Список литературы
Приложение 1Сказание о ПрометееБыло время, когда на земле не существовало человека и только одни животные населяли ее. Mope-было полно рыб, радостное щебетание птиц каждый раз наполняло воздух перед появлением утренней зари, рычание и рев различных животных только по ночам переставали оглашать лесные чащи. И не доставало только одного человека. И вот титан Прометей, потомок древнего рода богов, низвергнутых некогда Зевсом с Олимпа, спустился однажды на дикую, покрытую буйной зеленью, землю. Он знал, что в земной почве погребены семена неба, и захотел оживить их. Взявши кусок сырой глины, он создал из нее форму, похожую на образы прекрасных богов. Чтобы оживить этот, пока еще безжизненный, кусок глины, он взял у животных их злые и добрые чувства и вложил их в грудь своего творения. Афина Паллада, богиня мудрости, вдохнула в него душу. Так произошли первые люди. Долгое время они были жалки и слабы, как маленькие дети; они не умели двигать своими членами, божественная искра, вложенная в них, тухла, не освещая ничего в темноте, окружавшей их. Они открывали глаза, но не могли ничего разглядеть, звуки достигали их уха, но ничего не говорили им, и так жили они, бесцельно бродя по земле, как погруженные в глубокий сон. Ремесла и искусства были неизвестны им: они не умели обтесать палку или камень, не умели построить хотя бы самую плохонькую хижину, не умели обжечь черепицу или слепить горшок. Для них не существовало ни весны, ни зимы, ибо не умели они отличить одну от другой, и не было никакого порядка и смысла в том, что они делали. Как муравьи, бегали они, слабые и жалкие, по земле, постоянно сталкиваясь друг с другом. Но Прометей любил их горячей любовью творца к своему созданию и ни на минуту не оставлял без помощи. Он постепенно научил их строить жилища, впрягать в ярмо животных, переплывать на лодках моря и реки. Он научил их также искусству считать и наблюдать за движением небесных светил. Никто из людей не знал, какая пища полезна и какая вредна; он научил их отличать полезное от вредного и вместе с тем показал им несколько целебных трав, из которых можно было делать лекарство. Он открыл им свойства золота, железа и серебра, и научил находить их. Словом, он ухаживал за ними, как за детьми, и постепенно учил их всему. На небе царствовал в то время со своими детьми Зевс, незадолго до этого свергнувший своего отца Кроноса и старый род богов, к которому принадлежал Прометей. Молодые боги с удивлением и любопытством смотрели на вновь появившихся обитателей земли. Заинтересованные, они стали покровительствовать им, но за это потребовали, чтобы те воздавали им почести и поклонялись им. Желая точно определить права и обязанности людей, боги собрались на совет, на котором должны были присутствовать и смертные. Туда явился и Прометей, боявшийся, что боги возложат слишком много тяжелого труда на слабый человеческий род и слишком мало радостей дадут ему. И весь свой ум, всю свою хитрость употребил титан на то, чтобы перехитрить богов и оградить людей от чрезмерных посягательств с их стороны. На совет был приведен бык, чтобы боги выбрали те части его, которые человек должен был приносить им в жертву. Прометен заколол быка, и, разделив его на части, сложил их в две кучи. Одна куча, меньшая, заключала в себе мясо и вкусные съедобные внутренности; сверху же она была прикрыта кожей и никуда негодными частями быка. В другую кучу, большую по размерам, Прометей сложил кости, но снаружи красиво покрыл их слоем жира. Всевидящий Зевс проник в обман и со смехом сказал титану: - Однако ты очень неровно разделил быка! - Всемогущий Зевс! - с хитрой улыбкой возразил Прометей, - выбирай ту часть, которая наиболее угодна твоему сердцу! Зевс был разгневан его хитростью, но умышленно выбрал большую кучу. Сдернувши слой жира, покрывавший ее. и найдя под ним кости, он грозно взглянул на титана и с гневом произнес, обращаясь к нему: - Однако, сын Япета, теперь я хорошо вижу, что большой ты искусник обманывать и хитрить! И месть громовержца не замедлила обрушиться на головы людей, ради которых старался титан. Он отказал им в том даре, который теперь более всего был необходим им. Он не дал им огня. Тогда на помощь вновь явился Прометей. Гнев Зевса не испугал его, и он, полный любви к людям, решился еще раз стать на защиту их против богов. Тайно похитил он с небес искру священного огня и в тростнике принес ее людям. И вот на земле запылал первый кусок дерева, и яркое согревающее пламя взвилось к небу. Яростный гнев охватил Зевса, когда увидел он подымающийся с земли столб дыма, и страшную кару придумал он для людей и их защитника-титана. Искусный Гефест по его приказанию выковал для него статую прекрасной девушки. Афина покрыла ее блестящим покрывалом и вдохнула в ее грудь дыхание жизни. Афродита наделила ее божественной красотой, а Гермес дал ей дар слова. Ей дали имя Пандора, что значит «всем одаренная», и Зевс послал ее на землю. При этом он вручил ей золотой ящик, в котором были заключены все несчастия и болезни, терзавшие когда-либо людей. Пандора спустилась на землю и, бесцельно бродя по ней, скоро достигла жилища юного Эпиметея, брата Прометея. Титан, боясь мести богов, запретил ему принимать от них какие-либо дары; но, когда юная прекрасная Пандора появилась со своим золотым ящиком на пороге его хижины, он забыл все наставления брата и радостно встретил ее. По просьбе Эпиметея Пандора раскрыла принесенный ящик, и сонм заключенных там несчастий мгновенно распространился по всей земле. На самом дне сосуда была заключена надежда, согревающая в минуты скорби сердца людей, но Пандора, по знаку громовержца, захлопнула крышку, не дав ей вылететь. И всякие бедствия быстро наполнили землю. Болезни стали днем и ночью носиться среди людей, поражая и мучая их. И никто не слыхал их приближения, ибо Зевс не дал им голоса, и они беззвучно скользили по земле. Жестокие, изнуряющие тело лихорадки появились повсюду, и холодное дыхание смерти, медленно облетающей землю, стало уносить тысячи жертв... С глубокой горечью и болью глядел па эти бедствия сын титана, и его гордое непокорное сердце измышляло новые планы мести богам. Но Зевс не забыл его, и скоро гнев громовержца обрушился и на Прометея. Он передал упрямца богу огня Гефесту; по приказанию Зевса, Гефест крепкими цепями приковал титана к кавказской скале, и, кроме того, пригвоздил к ней алмазным клином, вбив его в грудь Прометею. С неохотой и против воли выполнял Гефест поручение Зевса, но не смел он ослушаться всемогущего бога. В гордом молчании выносил Прометей ужасную мучительную боль, и только, когда удалился Гефест, громкие стоны огласили воздух... Его мать, Фемида, пришла к страдальцу и, утешая его, советовала смириться перед всемогущим Зевсом. Она предрекала новые казни, которые готовил громовержец, но титан с гордостью отверг ее предложение. - Должна свершиться воля Судьбы, - говорил он, - и муж, познавший силу необходимости, не будет бежать ее! А Зевс уже насылал на него новую казнь. Могучий орел громовержца спускался к страдальцу и, разрывая когтями его тело, начал клевать его печень. Громкие стоны титана пронеслись над землей, заставляя содрогаться всех, кто их слышал. Сделав свое кровавое дело, птица улетала, но только для того, чтобы вернуться вновь. Растерзанная печень быстро вырастала вновь и на третий день орел снова спускался с небес и снова терзал зажившее тело. И так пронеслись тысячелетия... Каждый третий день над мрачной скалой Кавказа появлялась гигантская тень хищной птицы. Как камень, бросалась она вниз на свою жертву, и громкие стоны возвещали миру о страшных мучениях борца за человеческое счастье. К вечеру птица улетала прочь. Бури и грозы проносились над скалой, и мощные удары грома, отражаясь в горных ущельях, пели гимн в честь гордой несокрушимой силы великого страдальца и в честь великой любви его к человечеству... Но вот поток идущих времен принес с собой и освобождение. К скале титана пришел величайший герой древности, Геракл. Своей, незнающей промаха, стрелой он убил ужасную птицу в ту минуту, когда она спустилась к скале: ударами палицы он разбил оковы, и они со звоном пали к ногам страдальца. Одно звено цепи с куском скалы осталось на руке Прометея, и он никогда не сможет освободиться от него. Ибо должна сбыться непреклонная воля Зевса, решившего, что Прометей будет вечно связан неразрывной цепью со скалой Кавказа. И люди в память этого до наших дней носят на руках кольца с камнями. Приложение 2 Опыт №1. Изучение строения пламениЦель: определить максимальную и минимальную температуру пламени.Оборудование и материалы: высокотемпературный датчик; штатив с зажимом; спиртовка; свечка; спички; зажигалка Brig.Меры безопасности:
Ход опыта:Подключили высокотемпературный датчик к регистратору данных. Закрепили датчик в штативе так, чтобы его кончик находился в самой нижней части пламени.Зажгли спиртовку. Перемещали датчик температуры в разные точки пламени:
Повторили измерения температуры пламени с другими материалами (горючими веществами) и записали уравнения реакций с учетом зафиксированных нами показателей.
Вывод: В результате проведённого опыта мы выяснили, что строение племени различных горючих веществ сходное – самая холодная точка пламени находится в тёмной, а самая горячая – в его верхней бесцветной части.Приложение 3 Опыт №2. Разноцветное пламя Цель: определить зависимость цвета пламени от присутствия примесей в составе горючего материала. Ход опыта:Для этого взяли чистые фарфоровые чашки, в которые налили по 2-3 мл спирта. В спирт добавили по 0,2-0,5 г мелко растёртых хлоридов. Смесь подожгли. В каждой чашке наблюдали цвет пламени, характерный для того катиона, который имелся в составе соли: Na+ - жёлтый, K+ - фиолетовый, Ba2+ - желтовато-зелёный, Ca2+ - кирпично-красный, Cu2+ – зелёный. Если смешать 5мл спирта с 1мл концентрированной борной кислоты, то после поджигания смеси появится зелёное пламя, образуемое горящим борноэтиловым эфиром: Н3ВО3 + 3 С2Н5ОН = В(С2Н5О)3 +3 Н2О 2 В(С2Н5О)3 + 18 О2 =В2О3 + 15 Н2О + 12 СО2 Вывод: цвет пламени зависит от состава горючего материала. Приложение 4 Интересные факты Огонь – одно из наиболее ярких проявлений сил природы, известных человеку. Люди поклонялись огню, огонь любили, огонь ненавидели. И конечно, огню посвящено много интересных мыслей, цитат, афоризмов и интересных фактов. Почему при совершении священных обрядов вспыхивали и рассыпались искрами таинственные огни? В Древней Индии при совершении священных обрядов в полумраке храмов внезапно вспыхивали и рассыпались искрами таинственные красные огни, наводнившие суеверный страх на молящихся. Разумеется, всемогущий Будда здесь был ни при чем, зато его верные служители (жрецы) пугали и обманывали верующих с помощью бенгальских огней. Секрет жрецов – соль стронция, ионы которого придают пламени красный цвет, смешивалась с углем, серой и бертолетовой солью. В нужный момент смесь поджигалась. Поскольку «патент» на изобретение такой смеси принадлежал жрецам из индийской провинции Бенгалии, эти огни получили название бенгальских. Таким образом, уравнение окислительно-восстановительной реакции, в результате которой происходит вспышки красных огней: 2КСlO3 + S + 2C = 2КСl + SO2 + 2СО2. Почему головка спички воспламеняется при трении? В состав намазки коробка спичек входит красный фосфор. А основным компонентом головки спички является КСlО3. От трения головки спички о намазку мельчайшие частички фосфора воспламеняются на воздухе. При этом происходит реакция горения фосфора с образованием P4О10. Реакция сопровождается выделением теплоты, что приводит к разложению КСlО3 с образованием О2. Выделяющийся кислород способствует воспламенению головки спички. Таким образом, уравнение химических реакций, которые мы проводим каждый раз, зажигая спичку – 4Р+5О2→Р4О10+Q, KClO3 = KCl+3/2O2. Почему мы всегда ощущаем резкий запах, когда зажигаем спичку? Мы всегда ощущаем резкий запах, когда зажигаем спичку. Это запах оксида серы(IV), который образуется в результате химической реакции между хлоратом калия и серой. Таким образом, уравнение химических реакций, которые мы проводим каждый раз, зажигая спичку – 2КСlO3 + 3S = 2КСl + 3SO2. Почему в процессе горения дерево чернеет? В результате пиролиза – разложения целлюлозы под действием высокой температуры (огня) – образуется древесный уголь. Таким образом, схема образования древесного угля – углерода – из целлюлозы – (C6H10O5)n → 6nC + 5nH2O. Почему масса золы намного меньше массы сожженных дров? По закону сохранения массы суммарная масса продуктов реакции равна суммарной массе вступивших в химическое взаимодействие веществ. При сжигания дров образуются и газообразные продукты. Таким образом, схематическое уравнение сжигания дров: (C6H10O5)n + 6nO2 = 6nCO2↑ + 5nH2O↑ + Q; (C6H10O5)n = 6nC(тв.) + 5nH2O↑ + Q. Почему перед уходом со стоянки туристы засыпают землёй угли костра? Так перекрывают доступ кислорода к углям, чтобы костер не смог снова загореться и не возник пожар. Таким образом, уравнение реакции горения дров: (C6H10O5)n + 6nO2 → 6nCO2↑ + 5nH2O↑ + Q; (C6H10O5)n → 6nC(тв.) + 5nH2O↑ + Q. Почему гора Янардаг горит? Слово «Янар» в переводе с азербайджанского языка означает «горящая», а «даг» – «гора». И эта гора действительно горящая. Причиной этого чуда природы является горение природного газа CH4, выходящего из недр Земли по глубоким трещинам. Таким образом, уравнение химической реакции самовоспламенения метана на воздухе, которое является причиной возникновения природного чуда: CH4 + 2O2 = CO2↑ + 2H2O. Почему образуются «блуждающие огоньки» на болоте? При гниении растительных остатков на дне болот (анаэробные условия) под влиянием микроорганизмов («метановое брожение») образуется болотный газ – метан, который способен самовоспламеняться на воздухе, порождая «блуждающие огоньки». Таким образом, уравнение химической реакции самовоспламенения метана на воздухе, которое является причиной возникновения «блуждающих огоньков»: CH4 + 2O2 = CO2↑ + 2H2O. Почему в Сураханском храме днём и ночью пылал «священный огонь»? В светильниках Сураханского храма днем и ночью пылал огонь. Ни ураган, ни дождь не могли погасить яркие факелы, привлекавшие к себе толпы огнепоклонников. На самом деле никакого чуда здесь не было: это горел природный газ, выходящий из недр земли по глубоким трещинам. Зажженная рукой человека струя газа горела до тех пор, пока его запасы не истощались или колебания земной коры не закрывали трещины, по которым он выходил на поверхность. Таким образом, уравнение реакции самовоспламенения метана на воздухе, которое является причиной возникновения «священных огней»: CH4 + 2O2 = CO2↑ + 2H2O. Почему «куст Моисея» неопалим? Как повествует Библия, пророк Моисей однажды увидел терновый куст, охваченный огнем. Ученые полагают, что это был кустарник диптам, выделяющий эфирные масла, которые загорались под действием лучей солнца. Действительно, среди синайских песков растет этот кустарник, который в тех местах до сих пор называют «куст Моисея». В жаркие летние дни растение загорается, оставаясь при этом невредимым. Таким образом, уравнение химической реакции воспламенения диэтилового эфира – С4Н10О + 6О2 = 4CO2↑ + 5H2O. Почему на кладбище в ночное время мерцают огоньки? Причиной этого является окисление фосфина, который образуется при разложении костей. Таким образом, уравнение химической реакции окислении фосфина на воздухе, которая является причиной появления мерцающих огоньков на кладбище в ночное время – 2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O. Почему по ночам горят «бесовы огни»? В заболоченных низинах в результате гниения растительных и животных организмов образуется фосфористый водород. Выходя из-под земли, он самовоспламеняется и сгорает на воздухе, поэтому в этих местах можно увидеть вспыхивающие, колышущиеся, гаснущие бледные огоньки. Местные жители считали такие места заколдованными, нечистыми. Таким образом, уравнение химической реакции окисления фосфина на воздухе – 2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O. Почему появилась светящая рука на стене дворца вавилонского царя Валтасара? По одной из библейских легенд, во время пира во дворце вавилонского царя Валтасара вдруг появилась светящаяся рука, начертавшая на стене непонятные письмена. Некоторое время они бледно мерцали, а потом, испустив легкий дымок, исчезли. Иудейский пророк Даниил расшифровал эти письмена и предсказал гибель Валтасара. Химики доказали, что такое «чудо» возможно: с участием фосфорных «карандашей». Таким образом, уравнение химической реакции воспламенения фосфора: 4Р + 5О2 = Р4О10 + Q, Р4О10 + 6H2O = 4H3PO4 . При взаимодействии оксида фосфора с влагой получаются мельчайшие капельки ортофосфорной кислоты, образующие легкий белый дымок. Почему нельзя зажигать спичку вблизи бензоколонок? Бензин – это смесь углеводородов, т.е. веществ, состоящих из углерода и водорода. Это легкие жидкости, кипящие при низких температурах. Таким образом, уравнения химической реакции горения бензина: 2C8H18 + 25O2 = 16CO2 + 18H2O. Почему песок тушит пожары? Горение может быть прекращено, если воспрепятствовать доступу одного из реагентов – кислорода (или воздуха) в зону реакции. Этот прием используется при тушении пожаров с применением песка, изолирующего очаг горения от воздуха. Таким образом, для прекращения горения нужно охладить вещество ниже температуры воспламенения или прекратить доступ кислорода к нему. Почему опасно неполное сгорание угля в печи? Неполное сгорание угля, при котором продуктом окисления является монооксид углерода – одна из причин отравления так называемым угарным газом. Образование угарного газа происходит также в результате эндотермической реакции углерода с диоксидом углерода. Таким образом, уравнение реакции неполного сгорания угля: 2C + O2 = 2CO +Q. Почему печка должна иметь дымоход? Для нормального прохождения процесса горения подачу окислителя следует сочетать со своевременным удалением продуктов горения (принцип Ле Шателье). Таким образом, равновесие реакции при уменьшении концентрации углекислого газа сместится в сторону прямой реакции – C+O2 → CO2 + Q Почему при горении дров наблюдается значительно большее пламя, чем при горении каменного угля? Пламя – это горящее газообразное вещество. Если же в зоне горения газообразных веществ нет, то реакция происходит на поверхности вещества и пламя отсутствует. В этом можно убедиться, наблюдая беспламенное горение древесного угля, железа. Таким образом, равнение реакции горения угля – C+O2 = CO2. Почему во время топки печки периодически разгребают угли кочергой? Гетерогенный процесс горения происходит на поверхности раздела фаз «твердое тело – газ», которая существенно уменьшается из-за образования на поверхности топлива слоя золы. Эффективный метод борьбы с этим недостатком – механическое разрушение поверхностного слоя твердых продуктов горения путем периодического ворошения горящего топлива. Таким образом, уравнения реакции горения угля – C + O2 = CO2. Почему гаснет вынутое из костра полено или выпавший из печи уголек? Реакция прекращается, если температура реакционной смеси становится ниже минимальной, необходимой для данного процесса. (При понижении температуры скорость всех реакций уменьшается.) Таким образом, уравнения реакции горения угля – C + O2 = CO2. Почему при раздувании происходит «оживление уснувшего огня»? Для нормального прохождения процесса горения требуется определенное количество окислителя, т.е. кислорода. Поэтому используется процесс принудительного нагнетания воздуха в зону горения. Таким образом, уравнение химической реакции горения угля: C + O2 → CO2 (горение угля). Равновесие реакции при увеличении концентрации кислорода сместится в сторону прямой реакции. Таким образом, в современном мире, благодаря человеческим открытиям в различных науках, в том числе и химии, многим «интересным» фактам, которые ранее вызывали чувство удивления дано объяснение. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||