Тема 2 Кисень
& 19. Взаємодія кисню зі складними речовинами
Опанувавши цю тему, ви зможете:
– знати реакції взаємодії кисню зі складними речовинами, умови виникнення та припинення горіння;
– аналізувати перебіг реакцій горіння складних речовин, їх сутність;
– складати рівняння реакцій, що характеризують хімічні властивості кисню, взаємодію зі складними речовинами;
– формувати здатності застосовувати реакції горіння.
Взаємодія кисню зі складними речовинами. У & 18 ви ознайомилися з властивістю кисню
Запаліть природний газ, що використовується як побутове паливо. До його складу входить в основному газ метан СH4. Hа повітрі він горить блакитним полум’ям.
– Пригадайте, які продукти утворюються після згоряння і як перевірити це експериментально.
Рівняння реакції горіння метану має такий вигляд:
СН4 + 2O2 = СО2 + 2Н2О
– Поясніть, які ще явища, крім утворення оксидів, спостерігаються під час згоряння метану.
Повне окиснення глюкози С6Н12О6
C6H12O6 + O2 → СO2 + Н2O
Знайдіть коефіцієнти й перетворіть схему на рівняння реакції.
У всіх попередніх випадках розглядалося горіння органічних речовин. Однак у реакції горіння можуть вступати й складні неорганічні сполуки. Наприклад, водень (проста речовина, утворена атомами Гідрогену) із сіркою утворює складну речовину гідроген сульфід H2S.
Кисень має здатність повністю окислювати гідроген сульфід з утворенням оксидів тих елементів, що входять до його складу.
– Напишіть самостійно рівняння реакції горіння гідроген сульфіду.
Реакції повільного окиснення та горіння простих і складних речовин мають велике практичне значення для людини. За їх участю добувають оксиди, що можуть бути як сировиною для промисловості, так і виконувати функції каталізаторів у виробничих процесах. З цими реакціями пов’язаний процес дихання. Людський організм використовує глюкозу та інші органічні речовини як джерело енергії, яка вивільняється від їх окиснення. Під час повільного окиснення (гниття решток рослин) виділяється теплота, яку використовують у теплицях для вирощування овочів.
Електричну енергію, що забезпечує населення світлом, добувають перетворенням теплової енергії. У побуті реакцію горіння використовують для приготування їжі, а горіння сухого пального, дров – у туристичних походах (рис. 70). До речі, під час виконання лабораторних дослідів і практичних робіт реакції горіння застосовують для нагрівання речовин до температур перебігу хімічних реакцій.
– Пошукайте більше інформації про практичне значення реакцій горіння та повільного окиснення.
Рис. 70. Горіння дров
Умови виникнення та припинення горіння. Як ви вже переконалися, для виникнення горіння потрібно виконати дві умови:
1) нагріти речовину до температури її займання;
2) забезпечити постійний доступ повітря або кисню.
Температури займання для різних речовин с неоднаковими. Досить низькою температурою займання характеризується білий фосфор, вона становить 40 °С. Для сірки й вуглецю – відповідно 270 °С і 350 °С.
Для припинення горіння необхідно ліквідувати ці умови: охолодити речовину, що горить, нижче температури її займання та припинити доступ повітря.
– Запропонуйте способи охолодження горючих речовин (предметів) і перекриття доступу повітря (кисню) до них.
З метою збереження життя та здоров’я потрібно знати, що реакції горіння в разі невмілого ними керування можуть завдавати людині шкоди.
Під час повільного окиснення відбувається псування деталей машин (ржавіння), що може призвести до аварій. На великих підприємствах одяг, просякнутий мастилами й скинутий купою, може самозайнятися й спричинити пожежу. Аналогічно самозаймання відбувається на зерносховищах, якщо насіння недостатньо просушене.
Необхідно пам’ятати, що змішування метану з киснем у співвідношенні 1 : 2 є вибухонебезпечним.
– Запропонуйте заходи щодо усунення небезпеки вибуху природного газу в побуті.
ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ
– Кисень – речовина, що легко вступає в хімічні реакції не тільки з простими, а й зі складними органічними та неорганічними речовинами. Продуктами реакцій горіння складних речовин є оксиди.
– Під час горіння складних речовин кожний елемент, що входить до їх складу, окиснюється.
– Реакції горіння, повільного окиснення мають велике практичне значення в промисловості, сільському господарстві, побуті та в життєдіяльності організмів. Однак неправильне поводження з ними може спричинити виникнення пожеж, нещасні випадки.
– Умовами виникнення горіння є нагрівання речовини до температури її займання та забезпечення постійного доступу кисню або повітря. Для припинення горіння ці умови потрібно ліквідувати.
ЗАВДАННЯ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ
1. Напишіть формули простих і складних речовин, що вступають в реакції горіння. Назвіть реагенти й речовини, що утворюються.
2. Допишіть продукти реакцій, де це потрібно, і перетворіть схеми на відповідні рівняння реакцій:
A) Fe + О2 -> ; б) H2S + О2 -> SO2 + Н2О.
3. Поясніть, чим відрізняється горіння речовин у чистому кисні від горіння на повітрі.
4. Поставте коефіцієнти в схемах реакцій:
А) С3Н8 + О2 -> СО2 + Н2О; б) СО + О2 -> СО2; в) SO2 + О2 -> SO3; г) С2Н5ОН + О2 -> СО2 + Н2О.
5. Поясніть, за яких умов виникає горіння речовин. Наведіть приклади припинення горіння без шкоди для здоров’я.
6. Допишіть продукти реакцій, де це потрібно. Перетворіть схеми на рівняння, поставивши коефіцієнти:
А) С4Н9ОН + О2 -> СО2 + ?; б) С2Н4 + О2 -> ? + Н2О; в) H2S + ? = ? + Н2О; г) С3Н8 + ? -> ? + Н2О.
7. Під час згоряння фосфору масою 124 г утворився фосфор(V) оксид масою 284 г. Обчисліть, яка маса кисню вступила в реакцію.
8. Поясніть, чому в холодну пору року під час приготування їжі віконне скло вкривається крапельками води. Де в природі зустрічається таке явище?
9. Обчисліть, яка маса оксиду тривалентного металічного елемента утвориться, якщо в реакцію з киснем масою 96 г вступив метал масою 108 г. Запишіть загальну формулу цього оксиду.
10. Обгрунтуйте, як експериментально довести, що під час горіння природного газу метану утворюється вуглекислий газ і водяна пара. Напишіть рівняння реакції.
ДОСЛІДЖУЄМО ВДОМА
1. Закріпіть невелику свічку на підставці й запаліть гніт. Накрийте її склянкою та спостерігайте за процесом горіння. Які зміни відбуваються? Зробіть відповідні висновки.
2. Ще раз запаліть гніт свічки. Накрийте її скляною банкою об’ємом 1 л та спостерігайте за процесом горіння. Які зміни відбуваються? Зробіть відповідні висновки, порівнявши з попереднім дослідом.
Практична робота 4
Добування кисню з гідроген пероксиду, збирання, доведення його наявності
– Пригадайте правила поводження з лабораторним штативом, нагрівним приладом, правила його запалювання.
Приготуйте все необхідне для виконання практичної роботи. Складіть прилад з пробірки, корка, газовідвідної трубки, як показано па рисунку 61.
Завдання 1. Налийте в пробірку розчин гідроген пероксиду об’ємом 2-2,5 мл. Додайте невелику порцію манган(ІV) оксиду, дуже швидко й щільно закрийте пробірку корком з газовідвідною трубкою. Укріпіть пробірку в лапці штатива, а кінець трубки опустіть па дно пробірки – приймача (склянки).
Завдання 2. Зберіть кисень витісненням повітря (рис. 71) або витісненням води.
– Пригадайте, на якій властивості кисню грунтуються такі способи збирання кисню.
Завдання 3. Випробуйте тліючою скіпкою наявність кисню в пробірці-приймачі. Якщо скіпка спалахує зразу ж, коли її піднести до краю пробірки, то вона наповнена киснем. Накрийте пробірку скляною пластинкою та припиніть нагрівання.
Рис. 71. Збирання кисню витісненням повітря
Опишіть ваші спостереження. Складіть рівняння реакції. Зробіть висновок.
(2 votes, average: 3,50 out of 5)