Тема 2 КИСЕНЬ
& 28. ОКИСНЕННЯ. ГОРІННЯ УМОВИ ВИНИКНЕННЯ І ПРИПИНЕННЯ ГОРІННЯ
Вивчення параграфа допоможе вам:
· пояснювати суть процесів окиснення;
· розрізняти процеси горіння, повільного окиснення, дихання
· аналізувати умови процесів горіння та повільного окиснення;
· наводити приклади маркування небезпечних речовин;
· дотримуватися запобіжних заходів під час використання процесів горіння
Від назви “кисень” походить загальна назва реакцій за участю цієї простої речовини – окиснення.
ГОРІННЯ. Почувши слова “горить багаття”, кожен з вас в уяві малює полум’я, від якого випромінюються тепло і світло.
Горіння – це реакції окиснення, що супроводжуються виділенням тепла й світла.
Горіння є першою хімічною реакцією, з якою познайомилися людина та навчилася здійснювати самостійно. Нині горіння стало невід’ємною ознакою и життя.
Наведіть відомі вам приклади використання горіння.
Горіння,
Не лише взаємодія речовин з киснем може супроводжуватись виділенням світла й тепла. Наприклад, ці явища спостерігаються під час взаємодії заліза з хлором. Тому за наявністю вказаних ознак цей процес можна віднести до реакцій горіння, а, отже, й окиснення.
Спостерігаючи за горінням речовин у кисні на попередньому уроці, ви помічали, що горіння у кисні відбувається швидше, ніж у повітрі. Зазначимо, що під час горіння у кисні температура вища, ніж у повітрі. Це пояснюється тим, що повітря лише на 1/5 складається з кисню. Решта газів не беруть участі в горінні, але на їх нагрівання витрачається теплота.
Для горіння має значення площа зіткнення речовин з повітрям (киснем).
Що згорить швидше дерев’яна дошка, чи дерев’яні стружки, на які її подрібнили? Чому?
Па теплових електростанціях горіння палива (вугілля, продуктів переробки нафти) використовують з метою перетворення теплової енергії в електричну. У двигунах автомобілів бензин спалюють, щоб перетворити хімічну енергію на механічну. Па металургійних заводах (таку назву мають підприємства з виробництва металів з руд) багато реакцій відбуваються завдяки горінню. Зокрема, у виробництві заліза з руд присутнє спалювання коксу – високосортного вугілля. 3рештою, ми розпалюємо піч чи багаття під час відпочинку на природі для того, щоб приготувати їжу або зігрітися. Використовуємо горіння для проведення дослідів на уроках хімії. За малюнком 89 ознайомтеся, яку користь приносить горіння людині.
Мал. 88. Попереджувальний знак “Легкозаймиста речовина”
Мал. 89. Використання горіння в житті людини
ПОВІЛЬНЕ ОКИСНЕННЯ І ДИХАННЯ. Існує багато прикладів окиснення, яке не можна віднести до горіння, бо воно не супроводжується виділенням світла та відбувається повільно. Як приклад можна навести гниття опалоголистя, згіркнення масла, іржавіння заліза. Через повільний перебіг цих реакцій залишається непомітною така їх ознака, як виділення теплоти.
Продукти такого окиснення можна побачити лише через роки, місяці, тижні, тому його назвали повільним окисненням.
Окиснення речовин, що відбувається без світла, а лише з виділенням теплоти (теплової енергії), називають повільним окисненням.
Природна суміш, відома під назвою гній, на повітрі теж окиснюється. Цю його властивість використовують при закладанні парників, у теплицях. Внаслідок повільного окиснення гною підігрівається грунт, а також рослини одержують поживні речовини.
У парниках, що їх закладають господарі присадибних ділянок, відбувається повільне окиснення перегною. Окиснення присутнє в диханні рослин, тварин, людей. Завдяки окисненню живі істоти одержують необхідну для їх життєдіяльності енергію та речовини для побудови тіла. У попередньому параграфі була наведена інформація про окиснення глюкози під час дихання людини. Зазначимо, що від окиснення 180 г глюкози виділяється необхідна дорослій людині добова норма енергії.
Дихання – приклад життєво необхідного повільного окиснення в живій природі.
Пригадайте з біології досліди, що доводять необхідність кисню для дихання.
ЧИМ ШКІДЛИВЕ ОКИСНЕННЯ. Та не завжди горіння й повільне окиснення виявляються корисними. Багато лиха і збитків завдають пожежі. Через повільне окиснення залиш псуються машини та механізми. Псування продуктів харчування – теж наслідок повільного окиснення. Особливо небезпечним є повільне окиснення насіння у зерносховищах. Коли насіння сухе, то його дихання відбувається повільно. Якщо ж вологість насіння перевищує припустиму норму, то повільне окиснення прискорюється, і з часом під виливом тепла, що виділяється і накопичується, може статися самозаймання. Це ж саме трапляється з торфовищами спекотного літа. На малюнку 90 показано, до яких небажаних та небезпечних наслідків призводить окиснення.
Мал. 90. Шкідливі наслідки окиснення
Якщо процес повільного окиснення не контролювати, своєчасно не відводити теплоти, то може статися самозаймання – загоряння без зовнішнього джерела запалювання.
УМОВИ ВИНИКНЕННЯ Й ПРИПИНЕННЯ ГОРІННЯ. Більшість речовин спалахують не відразу. У відомих вам з попереднього параграфа дослідах з вуглинкою й сіркою їх спочатку деякий час нагрівали у полум’ї спиртівки, а вже після загоряння, вносили у колбу з киснем. Як ви думаєте, навіщо було потрібне нагрівання речовин?
Пояснюється це тим, що кожна речовина має певну температуру займання – так називають температуру, до якої слід нагріти речовину, щоб розпочалося її горіння. У сірки вона дорівнює близько 270 °С.
Умовами виникнення горіння горючої речовини є доступ до неї кисню та нагрівання до температури самозаймання.
Проаналізуємо результати такого досліду. У порцелянову чашку налили етанол (етиловий спирт) і піднесли сірник. Цього достатньо, щоб речовина почала горіти синюватим полум’ям (мал. 91).
Мал. 91. Горіння спирту
Якщо ж чашку, де продовжує горіти етанол, накрити листком картону, то полум’я згасне, а картон не спалахне. Чому? Полум’я гасне, бо припинився доступ повітря; картон не загорівся, бо не встиг нагрітися до відповідної температури його займання. Тут простежуються дві умови припинення горіння.
Умови припинення горіння: відсутність доступу кисню (повітря), зниження температури нижче температури самозаймання речовини.
Для припинення доступу повітря, використовують: пісок чи грунт: вуглекислий газ, який у складі піни виділяється з вогнегасника, приведеного в робочий стан, важкі ковдри чи тканини, що з припиненням доступу кисню не займаються. Найчастіше для припинення горіння використовують воду. Вона забезпечує відразу обидві умови припинення горіння: знижує температуру, нижче температури займання, а утворення водяної пари ускладнює доступ повітря. Усі ці засоби припинення горіння придатні для використання в шкільному кабінеті хімії в разі непередбачуваного займання речовин чи предметів.
Досліджуючи горіння, вчені винайшли способи керування ним. Про це свідчать приклади безпечного згоряння суміші пального з повітрям у двигунах автомобілів. Якщо б реакція окиснення у двигуні внутрішнього згорання лишалася некерованою, стався б вибух. У газових плитах для того, щоб окиснення відбувалося без вибуху, кількість подачі газу регулюється краном. Потік газоповітряної суміші також розсікається на окремі сектори при виході на поверхню конфорки. Але коли кран забули закрити, а полум’я згасло, то в приміщенні утворюється вибухонебезпечна суміш. Спричинити вибух може непомітна іскра у вмикачі при увімкненні світла, або підпалений сірник.
Час від часу на виробництві трапляються вибухи горючих речовин, змішаних з киснем, які призводять до руйнувань і навіть людських втрат. Зокрема, у вугільних шахтах трапляються вибухи суміші повітря з метаном. Вибухонебезпечною є суміш повітря і парів бензину, повітря і борошняної муки чи цукрової пудри.
Узагальнюючи значення горіння в природі и житті людини, не можна зробити однозначний висновок, тому що в дбайливих руках воно – надійний помічник, а в недбалих – небезпечне явище.
Скарбничка ерудита
Серед речовин є й такі, що не горять. Наприклад, не горять і мають високу температуру плавлення фенолоформальдегідні смоли. Тому їх використовують для виготовлення розеток, вимикачів, патронів для електричних лампочок тощо. Не горять цегла й бетон. Створено вогнезахисні тканини, одна з них – піровітекс. Ця термостійка тканина призначена для виготовлення одягу пожежників, іншого спеціального одягу для захисту від високих температур, теплового випромінювання, контакту з відкритим полум’ям і нагрітими поверхнями.
?
1. Що називають горінням, а що – повільним окисленням? Порівняйте їх, встановіть, що 8 них спільного та відмінного.
2. Які умови необхідні для виникнення горіння?
3. Які умови необхідні для припинення горіння?
4. Чим корисні горіння й повільне окиснення для людини? Наведіть приклади, скориставшись мал. 89 та раніше відомими вам фактами.
5. Яку шкоду можуть завдати горіння й повільне окиснення? Наведіть приклади, скориставшись мал. 89 та раніше відомими вам фактами.
6. До горіння чи повільного окиснення можна віднести дихання людини?
7. Напишіть рівняння реакцій окиснення за схемами:
V
А)Р + О2 →РxOу
VI
Б) NO + O2 →NxOy
В) С2Н6 + O2 →СОх + НуО
Г) С2H4 + О2 → СOх + HуO
Розташуйте рівняння за збільшенням коефіцієнтів перед хімічною формулою кисню.
8. Скориставшись додатковими інформаційними джерелами, ознайомтеся з професією пожежника.
Підготуйте та презентуйте міні-проект “Окиснення й екологічні проблеми нашої планети”.
(1 votes, average: 5,00 out of 5)