Focul în sine este un simbol al vieții; importanța sa poate fi cu greu supraestimată, deoarece din cele mai vechi timpuri a ajutat o persoană să se încălzească, să vadă în întuneric, să gătească mâncăruri delicioase și, de asemenea, să se protejeze.

Istoria flăcării

Focul a însoțit omul încă din timpurile primitive. Un foc a ars în peșteră, izolând-o și luminând-o, iar când mergeau după pradă, vânătorii luau cu ei branduri aprinse. Au fost înlocuite cu torțe gudronate - bețe. Cu ajutorul lor, castelele întunecate și reci ale feudalilor au fost iluminate, iar șemineele uriașe au încălzit holurile. În antichitate, grecii foloseau lămpi cu ulei - ceainice de lut cu ulei. În secolele al X-lea și al XI-lea au început să fie create lumânări de ceară și seu.

O torță a ars într-o colibă ​​rusească timp de multe secole, iar când kerosenul a început să fie extras din petrol la mijlocul secolului al XIX-lea, lămpile cu kerosen au intrat în uz, iar mai târziu arzătoare cu gaz. Oamenii de știință încă studiază structura flăcării, descoperind noi posibilități.

Culoarea și intensitatea focului

Oxigenul este necesar pentru a produce o flacără. Cu cât mai mult oxigen, cu atât procesul de ardere este mai bun. Dacă ventilați căldura, atunci intră aer proaspăt în ea, ceea ce înseamnă oxigen, iar când se aprind bucăți de lemn sau cărbuni mocnit, apare o flacără.

Flăcările vin în culori diferite. Flăcările focului de lemne dansează în galben, portocaliu, alb și flori albastre. Culoarea flăcării depinde de doi factori: temperatura de ardere și materialul care este ars. Pentru a vedea dependența culorii de temperatură, este suficient să monitorizați căldura unui aragaz electric. Imediat după pornire, bobinele se încălzesc și încep să strălucească roșu tern.

Cu cât se încălzesc mai mult, cu atât devin mai strălucitoare. Și când bobinele ating cea mai ridicată temperatură, devin o culoare portocalie strălucitoare. Dacă le-ai putea încălzi și mai mult, și-ar schimba culoarea în galben, alb și eventual albastru. Culoarea albastră ar indica cel mai ridicat nivel de căldură. Același lucru se întâmplă și cu focul.

De ce depinde structura unei flăcări?

Pâlpâie în diferite culori pe măsură ce fitilul arde prin ceara care se topește. Focul necesită acces la oxigen. Când arde o lumânare, mult oxigen nu ajunge în mijlocul flăcării, aproape de fund. De aceea pare mai întunecat. Dar partea de sus și părțile laterale primesc mult aer, așa că flacăra este foarte strălucitoare acolo. Se încălzește până la mai mult de 1370 de grade Celsius, ceea ce face ca flacăra lumânării să fie în cea mai mare parte galbenă.

Și în șemineu sau în foc la picnic se văd și mai multe flori. Un foc de lemne arde la o temperatură mai mică decât o lumânare. De aceea arată mai mult portocaliu decât galben. Unele particule de carbon din foc sunt foarte fierbinți și îi dau o culoare galbenă. Mineralele și metalele precum calciul, sodiul, cuprul, încălzite la temperaturi ridicate, conferă focului o varietate de culori.

Culoarea flăcării

Chimia în structura flăcării joacă un rol semnificativ, deoarece nuanțele sale diferite provin din diferite elemente chimice care sunt în arderea combustibilului. De exemplu, focul poate conține sodiu, care face parte din sare. Când sodiul arde, emite o lumină galbenă strălucitoare. În foc poate fi și calciu, un mineral. De exemplu, în lapte există mult calciu. Când calciul este încălzit, emite o lumină roșie închisă. Și dacă un mineral precum fosforul este prezent în foc, acesta va da o culoare verzuie. Toate aceste elemente pot fi în lemnul în sine sau în alte materiale prinse de foc. În cele din urmă, amestecarea tuturor acestor culori diferite într-o flacără poate forma alb - la fel ca un curcubeu de culori reunite pentru a forma lumina soarelui.

De unde vine focul?

Diagrama structurii flăcării reprezintă gaze în stare de ardere, în care există plasme compozite sau substanțe solide dispersate. În ele au loc transformări fizice și chimice, care sunt însoțite de strălucire, degajare de căldură și încălzire.

Limbile de flacără formează procese însoțite de arderea unei substanțe. În comparație cu aerul, gazul are o densitate mai mică, dar sub influența temperaturii ridicate crește. Așa se dovedește a fi lung sau limbi scurte flacără. Cel mai adesea, există un flux blând al unei forme în alta. Pentru a vedea acest fenomen, puteți porni arzătorul unui aragaz obișnuit.

Focul aprins în acest caz nu va fi uniform. Vizual, flacăra poate fi împărțită în trei zone principale. Un studiu simplu al structurii flăcării indică faptul că diferite substanțe ard cu formarea diferitelor tipuri de torțe.

Când amestecul gaz-aer este aprins, se formează mai întâi o flacără scurtă cu o nuanță albastră și violetă. În el puteți vedea un miez verde-albastru în formă de triunghi.

Zone de flacără

Având în vedere structura flăcării, se disting trei zone: în primul rând, preliminară, unde începe încălzirea amestecului care iese din deschiderea arzătorului. După aceasta urmează zona în care are loc procesul de ardere. Această zonă acoperă partea superioară a conului. Când nu există suficient debit de aer, arderea gazului are loc parțial. Aceasta produce monoxid de carbon și reziduuri de hidrogen. Arderea lor are loc în a treia zonă, unde există acces bun la oxigen.

De exemplu, să ne imaginăm structura flăcării unei lumânări.

Schema de ardere include:

• prima este zona întunecată;
• al doilea - zona de strălucire;
• a treia este o zonă transparentă.

Firul lumânării nu arde, ci are loc doar carbonizarea fitilului.

Structura flăcării unei lumânări este un flux de gaz fierbinte care se ridică în sus. Procesul începe cu încălzirea până când parafina se evaporă. Zona adiacentă firului se numește prima zonă. Are o ușoară strălucire albastră din cauza cantității în exces de material inflamabil, dar o cantitate mică de oxigen. Aici are loc procesul de ardere parțială a substanțelor cu formarea de fum, care apoi se oxidează.

Prima zonă este acoperită de o carcasă luminoasă. Conține o cantitate suficientă de oxigen, care promovează reacție oxidativă. Aici, cu încălzirea intensă a particulelor de combustibil rămase și a particulelor de cărbune, se observă un efect de strălucire.

A doua zonă este acoperită de o coajă abia vizibilă, cu o temperatură ridicată. O mulțime de oxigen pătrunde în el, ceea ce promovează arderea completă a particulelor de combustibil.

Flacără lampa cu alcool

Pentru diferite experimente chimice se folosesc recipiente mici cu alcool. Se numesc lămpi cu alcool. Structura flăcării este similară cu o flacără de lumânare, dar are totuși propriile sale caracteristici. Fitilul scurge alcool, care este facilitat de presiunea capilară. Când se ajunge la vârful fitilului, alcoolul se evaporă. Sub formă de abur, se aprinde și arde la o temperatură de cel mult 900 °C.

Structura flăcării unei lămpi cu alcool are forma obișnuită, este aproape incoloră, cu o nuanță ușor albăstruie. Zonele sale sunt mai neclare decât cele ale unei lumânări. Într-un arzător cu alcool, baza flăcării este situată deasupra grilei arzătorului. Adâncirea flăcării duce la o scădere a volumului conului întunecat, iar din gaură iese o zonă luminoasă.

Procese chimice într-o flacără

Procesul de oxidare are loc într-o zonă discretă, care este situată în partea de sus și are cea mai ridicată temperatură. În ea, particulele produsului de ardere sunt supuse arderii finale. Iar excesul de oxigen și lipsa de combustibil duc la un proces puternic de oxidare. Această capacitate poate fi utilizată atunci când se încălzi rapid substanțe peste un arzător. Pentru a face acest lucru, substanța este scufundată în partea superioară a flăcării, unde arderea are loc mult mai rapid.

Reacțiile de reducere apar în părțile centrale și inferioare ale flăcării. Există o cantitate suficientă de combustibil și o cantitate mică de oxigen necesară procesului de ardere. Atunci când în aceste zone sunt adăugate substanțe care conțin oxigen, oxigenul este eliminat.

Procesul de descompunere a sulfatului feros este considerat ca o flacără reducătoare. Când FeSO 4 pătrunde în mijlocul pistolului, mai întâi se încălzește și apoi se descompune în oxid feric, anhidridă și dioxid de sulf. În această reacție, sulful este redus.

Temperatura focului

Fiecare zonă a unei flăcări de lumânare sau arzător are propriile sale indicatori de temperatură, în funcție de accesul oxigenului. Temperatura flăcării deschise, în funcție de zonă, poate varia de la 300 °C la 1600 °C. Un exemplu este difuzia și flacăra laminară, structura celor trei învelișuri ale sale. Conul de flacără din zona întunecată are o temperatură de încălzire de până la 360 °C. Deasupra ei există o zonă de strălucire. Temperatura sa de încălzire variază de la 550 la 850 °C, ceea ce duce la scindarea amestecului combustibil și la procesul de ardere a acestuia.

Zona exterioară este ușor vizibilă. În ea, încălzirea flăcării ajunge la 1560 °C, ceea ce se explică prin proprietățile moleculelor substanței care arde și viteza de intrare a agenților oxidanți. Aici procesul de ardere este cel mai energetic.

Foc curățitor

Flacăra conține un potențial energetic enorm; lumânările sunt folosite în ritualuri de curățare și iertare. Și cât de frumos este să stai lângă un șemineu confortabil în serile liniștite de iarnă, să te adunăm cu familia și să discutăm tot ce s-a întâmplat în timpul zilei.

Focul și flăcările lumânărilor poartă o încărcătură uriașă de energie pozitivă, pentru că nu fără motiv cei care stau lângă șemineu simt pace, confort și liniște în suflete.

În timpul procesului de ardere, se formează o flacără, a cărei structură este determinată de substanțele care reacţionează. Structura sa este împărțită în zone în funcție de indicatorii de temperatură.

Definiție

Flacăra se referă la gaze în formă fierbinte, în care componentele sau substanțele plasmatice sunt prezente în formă solidă dispersată. Ei efectuează transformări fizice și tip chimic, însoțită de strălucire, eliberare de energie termică și încălzire.

Prezența particulelor ionice și radicalice într-un mediu gazos îi caracterizează conductivitatea electrică și comportamentul special într-un câmp electromagnetic.

Ce sunt flăcările

Acesta este de obicei numele dat proceselor asociate cu arderea. În comparație cu aerul, densitatea gazului este mai mică, dar temperaturile ridicate provoacă creșterea gazului. Așa se formează flăcările, care pot fi lungi sau scurte. Adesea, există o tranziție lină de la o formă la alta.

Flacără: structură și structură

Pentru a determina aspectul fenomenului descris este suficient să-l aprindeți Flacăra neluminoasă care apare nu poate fi numită omogenă. Din punct de vedere vizual, se pot distinge trei zone principale. Apropo, studierea structurii unei flăcări arată că diferite substanțe ard cu formarea diferitelor tipuri de torțe.

Când arde un amestec de gaz și aer, se formează mai întâi o torță scurtă, a cărei culoare are nuanțe de albastru și violet. Miezul este vizibil în el - verde-albastru, care amintește de un con. Să luăm în considerare această flacără. Structura sa este împărțită în trei zone:

1. Se identifică o zonă pregătitoare în care amestecul de gaz și aer este încălzit pe măsură ce iese din deschiderea arzătorului.
2. Aceasta este urmată de zona în care are loc arderea. Ocupă partea superioară a conului.
3. Când debitul de aer este insuficient, gazul nu arde complet. Se eliberează oxid divalent de carbon și reziduuri de hidrogen. Arderea lor are loc în a treia regiune, unde există acces la oxigen.

Acum vom lua în considerare separat diferite procese de ardere.

Lumânare aprinsă

Arderea unei lumânări este similară cu arderea unui chibrit sau a unei brichete. Și structura flăcării unei lumânări seamănă cu un curent de gaz fierbinte, care este tras în sus din cauza forțelor de flotabilitate. Procesul începe cu încălzirea fitilului, urmată de evaporarea cerii.

Zona cea mai de jos, situată în interiorul și adiacent firului, se numește prima regiune. Are o ușoară strălucire datorită cantitate mare combustibil, ci un volum mic de amestec de oxigen. Aici are loc procesul de ardere incompletă a substanțelor, eliberând care este ulterior oxidat.

Prima zonă este înconjurată de o a doua carcasă luminoasă, care caracterizează structura flăcării lumânării. Un volum mai mare de oxigen intră în el, ceea ce determină continuarea reacției de oxidare cu participarea moleculelor de combustibil. Temperaturile aici vor fi mai ridicate decât în ​​zona întunecată, dar nu suficiente pentru descompunerea finală. În primele două zone, atunci când picăturile de combustibil nearse și particulele de cărbune sunt puternic încălzite, apare un efect luminos.

A doua zonă este înconjurată de o carcasă cu vizibilitate scăzută, cu valori ridicate de temperatură. Multe molecule de oxigen intră în el, ceea ce contribuie la arderea completă a particulelor de combustibil. După oxidarea substanțelor, efectul luminos nu se observă în zona a treia.

Ilustrație schematică

Pentru claritate, vă prezentăm atenției o imagine a unei lumânări aprinse. Circuitul de flacără include:

1. Prima zonă sau întunecată.
2. A doua zonă luminoasă.
3. A treia coajă transparentă.

Firul lumânării nu arde, ci are loc doar carbonizarea capătului îndoit.

Lampă de ardere cu alcool

Pentru experimente chimice, se folosesc adesea rezervoare mici de alcool. Se numesc lămpi cu alcool. Fitilul arzătorului este înmuiat cu combustibil lichid turnat prin orificiu. Acest lucru este facilitat de presiunea capilară. Când se ajunge la vârful liber al fitilului, alcoolul începe să se evapore. În stare de vapori, se aprinde și arde la o temperatură de cel mult 900 °C.

Flacăra unei lămpi cu alcool are o formă normală, este aproape incoloră, cu o ușoară nuanță de albastru. Zonele sale nu sunt la fel de clar vizibile ca cele ale unei lumânări.

Numit după omul de știință Barthel, începutul incendiului este situat deasupra grilei arzătorului. Această adâncire a flăcării duce la o scădere a conului întunecat interior, iar secțiunea din mijloc, care este considerată cea mai fierbinte, iese din gaură.

Caracteristica culorii

Diferite radiații sunt cauzate de tranzițiile electronice. Se mai numesc si termice. Astfel, ca urmare a arderii unei componente de hidrocarburi în aer, o flacără albastră este cauzată de eliberarea Conexiuni H-C. Și când sunt emise particule de C-C, lanterna devine portocaliu-roșu.

Este dificil de luat în considerare structura unei flăcări, a cărei chimie include compuși ai apei, dioxid de carbon și monoxid de carbon și legătura OH. Limbile sale sunt practic incolore, deoarece particulele de mai sus, atunci când sunt arse, emit radiații în spectrul ultraviolet și infraroșu.

Culoarea flăcării este interconectată cu indicatorii de temperatură, cu prezența particulelor ionice în ea, care aparțin unui anumit spectru de emisie sau optic. Astfel, arderea anumitor elemente duce la schimbarea culorii focului din arzator. Diferențele de culoare a torței sunt asociate cu aranjarea elementelor în grupuri diferite sistem periodic.

Focul este examinat cu un spectroscop pentru prezența radiațiilor în spectrul vizibil. Totodată, s-a constatat că substanțe simple din subgrupul general prezintă și o colorare similară la flacără. Pentru claritate, arderea sodiului este folosită ca test pentru acest metal. Când sunt aduse în flacără, limbile devin galbene strălucitoare. Pe baza caracteristicilor de culoare, linia de sodiu este identificată în spectrul de emisie.

Caracterizat prin proprietatea de excitație rapidă radiații luminoase particule atomice. Când compușii nevolatili ai unor astfel de elemente sunt introduși în focul unui arzător Bunsen, acesta devine colorat.

Examinarea spectroscopică arată linii caracteristice în zona vizibilă pentru ochiul uman. Viteza de excitare a radiației luminoase și structura spectrală simplă sunt strâns legate de caracteristicile electropozitive ridicate ale acestor metale.

Caracteristică

Clasificarea flăcării se bazează pe următoarele caracteristici:

• starea agregată a compuşilor de ardere. Ele vin în forme gazoase, în aer, solide și lichide;
• tip de radiație, care poate fi incoloră, luminoasă și colorată;
• viteza de distributie. Există o răspândire rapidă și lentă;
• înălțimea flăcării. Structura poate fi scurtă sau lungă;
• natura mișcării amestecurilor de reacție. Există mișcări pulsatorii, laminare, turbulente;
• perceptie vizuala. Substanțele ard cu degajarea unei flăcări fumurii, colorate sau transparente;
• indicator de temperatură. Flacăra poate fi la temperatură scăzută, rece și la temperatură ridicată.
• starea combustibilului - faza de reactiv oxidant.

Arderea are loc ca rezultat al difuziei sau al preamestecului componentelor active.

Regiunea oxidativă și reductivă

Procesul de oxidare are loc într-o zonă abia vizibilă. Este cel mai tare și este situat în partea de sus. În ea, particulele de combustibil suferă ardere completă. Iar prezența excesului de oxigen și a deficitului de combustibil duce la un proces intens de oxidare. Această caracteristică trebuie utilizată atunci când încălziți obiecte peste arzător. De aceea substanța este scufundată în partea superioară a flăcării. Această ardere are loc mult mai repede.

Reacțiile de reducere au loc în părțile centrale și inferioare ale flăcării. Conține o cantitate mare de substanțe inflamabile și o cantitate mică de molecule de O 2 care efectuează arderea. Când este introdus în aceste zone, elementul O este eliminat.

Ca exemplu de flacără reducătoare, se utilizează procesul de scindare a sulfatului feros. Dacă FeSO 4 intră în Partea centrală arzător, este mai întâi încălzit și apoi descompus în oxid feric, anhidridă și dioxid de sulf. În această reacție, se observă reducerea lui S cu o sarcină de +6 la +4.

Flacără de sudare

Acest tip de incendiu se formează ca urmare a arderii unui amestec de gaz sau vapori lichizi cu oxigenul din aerul curat.

Un exemplu este formarea unei flăcări de oxiacetilenă. Se distinge:

• zona centrală;
• zona mijlocie de recuperare;
• zona extremă de flare.

Acesta este câte amestecuri gaz-oxigen ard. Diferențele în raportul dintre acetilenă și oxidant au ca rezultat diferite tipuri de flăcări. Poate fi de structură normală, cementantă (acetilenică) și oxidantă.

Teoretic, procesul de ardere incompletă a acetilenei în oxigen pur poate fi caracterizat prin următoarea ecuație: HCCH + O 2 → H 2 + CO + CO (pentru reacție este necesar un mol de O 2).

Hidrogenul molecular rezultat și monoxidul de carbon reacţionează cu oxigenul din aer. Produsele finali sunt apa și oxidul de carbon tetravalent. Ecuația arată astfel: CO + CO + H 2 + 1½O 2 → CO 2 + CO 2 +H 2 O. Această reacție necesită 1,5 moli de oxigen. Când însumăm O 2, se dovedește că 2,5 moli sunt cheltuiți pentru 1 mol de HCCH. Și deoarece în practică este dificil să găsești oxigen pur ideal (adesea este ușor contaminat cu impurități), raportul dintre O2 și HCCH va fi de 1,10 până la 1,20.

Când raportul oxigen la acetilenă este mai mic de 1,10, apare o flacără de cementare. Structura sa are un nucleu lărgit, contururile sale devin neclare. Funinginea este eliberată dintr-un astfel de incendiu din cauza lipsei de molecule de oxigen.

Dacă raportul de gaz este mai mare de 1,20, atunci se obține o flacără de oxidare cu un exces de oxigen. Moleculele sale în exces distrug atomii de fier și alte componente ale arzătorului din oțel. Într-o astfel de flacără, partea nucleară devine scurtă și are puncte.

Indicatori de temperatură

Fiecare zonă de foc a unei lumânări sau a unui arzător are propriile valori, determinate de furnizarea de molecule de oxigen. Temperatura flăcării deschise în diferitele sale părți variază de la 300 °C la 1600 °C.

Un exemplu este o flacără de difuzie și laminare, care este formată din trei cochilii. Conul său este format dintr-o zonă întunecată cu o temperatură de până la 360 °C și lipsă de substanțe oxidante. Deasupra ei este o zonă de strălucire. Temperatura sa variază între 550 și 850 °C, ceea ce favorizează descompunerea termică a amestecului combustibil și arderea acestuia.

Zona exterioară abia se observă. În ea, temperatura flăcării atinge 1560 °C, ceea ce se datorează caracteristici naturale moleculele de combustibil și viteza de intrare a agentului oxidant. Aici arderea este cea mai energică.

Substanțele se aprind în diferite condiții de temperatură. Astfel, metalul de magneziu arde doar la 2210 °C. Pentru multe solide, temperatura flăcării este de aproximativ 350°C. Chibriturile și kerosenul se pot aprinde la 800 °C, în timp ce lemnul se poate aprinde de la 850 °C la 950 °C.

Țigara arde cu o flacără a cărei temperatură variază de la 690 la 790 °C, iar într-un amestec propan-butan - de la 790 °C la 1960 °C. Benzina se aprinde la 1350 °C. Flacăra de ardere a alcoolului are o temperatură de cel mult 900 °C.

Ţintă: învață să descrii rezultatele observațiilor.

Reactivi si echipamente: lumanare cu parafina, apa de var; o așchie, un tub de sticlă cu capătul tras, un pahar, un cilindru gradat, chibrituri, un obiect de porțelan (o cană de porțelan pentru evaporare), clești pentru creuzet, un suport pentru eprubete, borcane de sticlă cu un volum de 0,5, 0,8, 1 , 2, 3, 5 l, un cronometru.

Sarcina 1. Observarea unei lumânări aprinse.

Prezentați-vă observațiile sub forma unui scurt eseu. Desenați o flacără de lumânare.

Lumanarea este formata din parafina si are un miros specific. Există un fitil în mijloc.
Când fitilul arde, lumânarea se topește. Se aude o ușoară pistă și se generează căldură.

Sarcina 2. Cercetare diverse părți flacără.

1. Flacăra, după cum știți deja, are trei zone. Care? Când examinați partea inferioară a flăcării, introduceți capătul tubului de sticlă în ea folosind un cleste pentru creuzet, ținându-l la un unghi de 45-50 de grade. Aduceți o așchie arzătoare la celălalt capăt al tubului. Ce observati?

Arderea produce căldură.

2. Pentru a studia partea de mijloc a flăcării, cea mai strălucitoare, introduceți în ea un vas de porțelan (folosind clești pentru creuzet) timp de 2-3 secunde. Ce ai găsit?

Înnegrirea.

3. Pentru a studia compoziția părții superioare a flăcării, introduceți timp de 2-3 secunde un pahar răsturnat umezit cu apă de var, astfel încât flacăra să fie în mijlocul paharului. Ce observati?

Formarea sedimentului solid.

4. Pentru a stabili diferența de temperatură în părți diferite flacără, introduceți o așchie în partea inferioară a flăcării timp de 2-3 secunde (astfel încât să traverseze toate părțile sale orizontal). Ce observati?

Partea de sus arde mai repede.

5. Completați raportul completând tabelul 4.

Sarcina 3. Studiul ratei consumului de oxigen în timpul arderii.

1. Aprindeți o lumânare și acoperiți-o cu un borcan de 0,5 litri. Determinați timpul în care arde lumânarea.

Efectuați acțiuni similare folosind borcane de alte dimensiuni.

Completați tabelul 5.

Durata arderii lumânării depinde de volumul de aer.

2. Desenați un grafic al duratei de ardere a lumânării în funcție de volumul borcanului (aer). Folosește-l pentru a determina timpul după care se va stinge o lumânare acoperită cu un borcan de 10 litri.

3. Calculați timpul în care va arde lumânarea într-un birou închis al școlii.

Lungimea clasei de chimie a școlii (a) este de 5 m, lățimea (b) este de 5 m, iar înălțimea (c) este de 3 m.
Volumul unei clase de chimie școlară este de 75 de metri cubi. sau 75000 l. Timpul în care lumânarea va arde, ținând cont de faptul că aerul nu intră în cameră și tot oxigenul este cheltuit pentru arderea lumânării, este de 2.700.000 s sau 750 de ore.

Sarcina 4. Prezentarea structurii unei lămpi cu spirt.

1. Priviți figura 2 și scrieți numele fiecărei părți a lămpii cu spirit. Informațiile necesare le găsiți la pagina 23 a manualului.

1. Alcool
2. Fitil
3. Suport fitil
4. Cap

a) De ce se ține meciul din lateral când aprindeți o lampă cu spirit?

Pentru a evita arderea.

b) De ce nu poți aprinde o lampă cu duh dintr-o altă lampă cu spirit care arde?

Alcoolul se poate vărsa și poate lua foc.

2. Folosind echipamentul de la birou, fierbeți apă într-o eprubetă.

Figura arată câtă apă ar trebui să fie în eprubetă, cum să o securizeze corect în suport sau în piciorul trepiedului și în ce parte a flăcării trebuie plasată eprubeta.

a) Câtă apă trebuie turnată în eprubetă?

2/3 eprubete.

b) Cum se ține o eprubetă peste flacăra unei lămpi cu alcool?

Într-un unghi departe de tine.

Folosit pentru experimente chimice la școală

Să aruncăm o privire mai atentă la toate tipurile de echipamente.

Sticlărie, în funcţie de materialul din care constă se împarte în sticlă Și porţelan .

Sticlărie în funcție de prezența simbolurilor speciale pe el, poate fi măsuratȘi comun.

LA sticlărie raporta . Toate acestea le vom studia în timpul lucrărilor practice.

Descarca:

Previzualizare:

3. Tehnici de manipulare a echipamentelor de laborator. Privind o lumânare aprinsă. Structura flăcării

Știi deja astatransformări chimice ale substanțelor – Acestea sunt fenomene în urma cărora se formează alte substanțe dintr-o singură substanță. Se mai numesc și reacții chimice. Cu toate acestea, este necesar un echipament special de laborator pentru a efectua reacții chimice.

Folosit pentru experimente chimice la școalăsticlă specială de laborator, trepied și dispozitive de încălzire.

Să aruncăm o privire mai atentă la toate tipurile de echipamente.

Sticlărie,în funcţie de materialul din care constă se împarte în sticla si portelan.

Sticlărieîn funcție de prezența simbolurilor speciale pe el, poate fi măsurată și obișnuită.

LA sticlărie raporta eprubete, baloane, pahare, pâlnii, pipete, baloane.

Eprubete – utilizat la efectuarea experimentelor pentru soluții, gaze și solide.

Baloane Există cu fund plat și conice. Sunt folosite în același mod ca eprubetele. Utilizat în mod similarpahare.

Pâlnii sunt folosite pentru turnarea unei soluții într-un vas cu gât îngust și pentru filtrarea lichidelor și, în funcție de structură, se împart înconic și picurare.

Pipete folosit pentru a elimina un anumit volum de lichid dintr-un balon.

LA vase de porțelan raporta mortar, pistil, pâlnie Buchner, creuzet, sticlă, lingură, spatulă, bol de evaporare.

Mortar și pistil folosit pentru macinarea substantelor.

Creuzet folosit pentru încălzirea și calcinarea substanțelor.

Pahar, lingura, spatula– pentru turnarea substanțelor chimice uscate în alte articole din sticlă de laborator.

Boluri de evaporareutilizat pentru evaporarea diferitelor soluții.

Pâlnie Buchner - Proiectat pentru filtrarea sub vid. Partea superioară a pâlniei, în care se toarnă lichidul, este separată de partea inferioară printr-un despărțitor poros sau perforat, la care se aplică un vid.

Trepied servește la securizarea sticlăriei, accesoriilor și instrumentelor de laborator atunci când se efectuează experimente. Este format dintr-un suport în care este înșurubat o tijă. Suportul oferă stabilitate trepiedului. Un inel, o clemă, o clemă și o plasă pot fi atașate la tijă folosind cuplaje. Cuplajul are un șurub, atunci când este slăbit, este posibil să se deplaseze și să se asigure inelul, urechea, clema și plasa de-a lungul tijei. Fiecare dintre suporturile enumerate este folosit pentru a asigura sticlăria de laborator în el.

LA dispozitive de încălzire raporta lampa cu alcool, arzator pe gaz si incalzitor electric.

Lampă cu alcool constă dintr-un vas cu alcool, un fitil montat într-un tub metalic cu un disc și un capac.

La efectuarea lucrărilor de laborator și practice, este necesar să se respectereguli de bază de siguranță:

1. Utilizați numai substanțe specificate de profesor în conformitate cu scopul propus.
2. Nu dezordinea la locul de muncă articole inutile.
3. Nu începeți munca fără instrucțiuni precise din partea profesorului.
4. Verificați integritatea și curățenia articolelor din sticlă de laborator înainte de utilizare.
5. Nu-l gusta substanțe chimice, nu le luati cu mainile (doar cu spatula sau eprubeta!). Este interzisă determinarea compoziției substanțelor chimice prin miros.
6. Când încălziți substanțe, eprubeta trebuie ținută departe de dvs. Nu îndreptați deschiderea eprubetei spre oameni.
7. Asigurați-vă că închideți vasele după ce ați luat substanțe chimice din ele.

Vom efectua lucrări practice privind studierea structurii flăcării, lucrând cu o lampă cu alcool.

1. Scoateți capacul lampii cu spirt și verificați dacă discul se potrivește strâns la deschiderea vasului.Acest lucru este necesar pentru a preveni aprinderea alcoolului..
2. Aprindem lampa cu alcool cu ​​un chibrit aprins.Nu este permisă aprinderea unei lămpi cu alcool a unei alte lămpi cu alcool care arde pentru a evita un incendiu.

Prin revizuirestructura flăcării în sine, vom observa trei zone cu temperaturi diferite:

1. Inferior Partea (întunecată) a flăcării este rece. Nu există ardere acolo;
2. In medie (cel mai luminos), unde, sub influența temperaturii ridicate, compușii care conțin carbon se descompun, iar particulele de cărbune se încălzesc, emițând lumină;
3. Extern (cel mai ușor), unde arderea cea mai completă a produselor de descompunere are loc cu formarea de dioxid de carbon și apă.

1. Pentru a confirma prezența acestor zone, folosim o așchie obișnuită sau un chibrit gros. Îl aducem în flacără pe orizontală, ca și cum ar fi „pierde” toate cele trei zone de ardere ale lămpii cu alcool. Îl examinăm după extracție. Observăm zone din ce în ce mai puțin carbonizate, confirmând neuniformitatea temperaturii în flacăra unei lămpi cu alcool.
2. Stingerea flăcării unei lămpi cu alcool se face prin acoperirea acesteia cu un capac.

Concluzie: Flacăra este formată din trei zone (inferioară, mijlocie și exterioară), de a căror structură depinde compoziție chimică flacără.

Chimie - una dintre științele care ajută la înțelegerea secretelor naturii.

La urma urmei, una dintre abilitățile necesare este abilitatea de a distinge fenomenele fizice de cele chimice prin observarea diferitelor fenomene din natură.

Pentru a înțelege mai pe deplin aceste fenomene, să observăm schimbările care apar cu o lumânare aprinsă. Să luăm o lumânare cu parafină și să o aprindem.

1. Urmărind cum se topește parafina, observăm că nu își schimbă proprietățile, ci doar își schimbă forma.

Din lecțiile anterioare știm căfenomene fizice- sunt fenomene care au ca rezultat modificări ale dimensiunii, formei corpurilor sau starea de agregare substanțe, dar compoziția lor rămâne constantă.

Aceasta înseamnă că acest fenomen când arde o lumânare se referă la fenomene fizice.

1. În același timp, fitilul lumânării, atunci când este ars, formează cenușă.

Să ne amintim cefenomene chimicese referă la fenomene în urma cărora se formează alte substanțe dintr-o singură substanță.

Aceasta înseamnă că acest fenomen se referă la fenomene chimice.

O lumânare aprinsă este doar un exemplu de prezență și interconectare simultană a fenomenelor fizice și chimice din natură. De fapt, aceste fenomene ne înconjoară peste tot. Și fiind observatori, le putem observa în viața de zi cu zi.

O.S.GABRIELYAN,
I.G. OSTROUMOV,
A.K.AKHLEBININ

ÎNCEPE LA CHIMIE

clasa a 7-a

Continuare. Vezi începutul în Nr. 1/2006

§ 2. Observarea şi experimentarea ca metode
studiind știința și chimia

O persoană dobândește cunoștințe despre natură cu ajutorul acestora cea mai importantă metodă, ca observatie.

Observare- aceasta este concentrarea atentiei asupra obiectelor cognoscibile cu scopul de a le studia.

Cu ajutorul observației, o persoană acumulează informații despre lumea din jurul său, o sistematizează și o caută. modeleîn această informaţie. Următorul pas important este căutarea motivelor care explică tiparele găsite.

Pentru ca observația să fie fructuoasă, trebuie îndeplinite o serie de condiții.

1. Este necesar să se definească clar subiectul observației, despre ce va fi atrasă atenția observatorului - o anumită substanță, proprietățile acesteia sau transformarea unor substanțe în altele, condițiile de implementare a acestor transformări etc.

2. Observatorul trebuie să știe de ce efectuează observația, adică. formulați clar scopul observației.

3. Pentru a-ți atinge scopul, poți întocmi un plan de observație. Și pentru aceasta este mai bine să facem o presupunere despre modul în care va avea loc fenomenul observat, adică. prezenta ipoteză. Tradus din greacă „ipoteză” ( ipoteză) înseamnă „ghici”. O ipoteză poate fi formulată și ca rezultat al observației, adică. când se obține un rezultat care trebuie explicat.

Observația științifică diferă de observația în sensul cotidian al cuvântului. De regulă, observația științifică se realizează în condiții strict controlate, iar aceste condiții pot fi modificate la cererea observatorului. Cel mai adesea, o astfel de observație se efectuează într-o cameră specială - un laborator (Fig. 6).

Se numește observația care se efectuează în condiții strict controlate experiment.

Cuvântul „experiment” ( experimentum) este de origine latină și este tradusă în limba rusă ca „experiență”, „test”. Un experiment vă permite să confirmați sau să infirmați o ipoteză care s-a născut din observație. Așa se formulează concluzie.

Să facem un mic experiment cu care vom studia structura flăcării.

Aprindeți o lumânare și examinați cu atenție flacăra. Veți observa că nu este uniformă la culoare. Flacăra are trei zone (Fig. 7). Zona întunecată 1 situat în partea de jos a flăcării. Aceasta este cea mai rece zonă în comparație cu altele. Zona întunecată este mărginită de cele mai multe parte strălucitoare flacără 2 . Temperatura aici este mai mare decât în ​​zona întunecată, dar cea mai ridicată temperatură este în partea superioară a flăcării 3 .

Pentru a vă asigura că diferite zone ale flăcării au temperaturi diferite, puteți efectua acest experiment. Puneți o așchie (sau chibrit) în flacără, astfel încât să traverseze toate cele trei zone. Veți vedea că așchia este mai carbonizată acolo unde lovește zonele 2 Și 3 . Aceasta înseamnă că flacăra este mai fierbinte acolo.

Se pune întrebarea: flacăra unei lămpi cu alcool sau a combustibilului uscat va avea aceeași structură ca și flacăra unei lumânări? Răspunsul la această întrebare poate fi două ipoteze - ipoteze: 1) structura flăcării va fi aceeași cu a flăcării unei lumânări, deoarece se bazează pe același proces de ardere; 2) structura flăcării va fi diferită, deoarece apare ca urmare a arderii diferitelor substante. Pentru a confirma sau infirma aceasta sau acea ipoteză, să trecem la un experiment - vom efectua un experiment.

Folosind un chibrit sau așchie, examinăm structura flăcării unei lămpi cu alcool (veți deveni familiarizați cu structura acestui dispozitiv de încălzire în timpul lucrărilor practice) și combustibilul uscat.

În ciuda faptului că flăcările diferă în fiecare caz în funcție de formă, dimensiune și chiar culoare, toate au aceeași structură - aceleași trei zone: întuneric interior (cel mai rece), luminoasă de mijloc (fierbinte) și incoloră exterioară (cel mai fierbinte) .

Prin urmare, concluzia experimentului poate fi afirmația că structura oricărei flăcări este aceeași. Semnificația practică a acestei concluzii este următoarea: pentru a încălzi orice obiect într-o flacără, acesta trebuie adus în locul cel mai fierbinte, adică. spre partea superioară a flăcării.

Se obișnuiește să se documenteze experimentele într-un jurnal special, care se numește jurnal de laborator. Un caiet obișnuit este potrivit pentru asta, dar intrările din el nu sunt chiar obișnuite. Data experimentului, numele acestuia sunt notate, iar progresul experimentului este adesea prezentat sub forma unui tabel.

Încercați să descrieți un experiment pentru a studia structura unei flăcări în acest fel.

Marele Leonardo da Vinci spunea că științele care nu s-au născut din experiment, această bază a tuturor cunoștințelor, sunt inutile și pline de erori.

Toate științele naturii sunt științe experimentale. Și pentru a înființa un experiment, este adesea nevoie de echipamente speciale. De exemplu, în biologie, instrumentele optice sunt utilizate pe scară largă care fac posibilă mărirea de mai multe ori a imaginii obiectului observat: o lupă, o lupă, un microscop. Fizica în studiu circuite electrice utilizați instrumente pentru măsurarea tensiunii, curentului și rezistenței electrice. Geografii au instrumente speciale - de la cele mai simple (de exemplu, o busolă, baloane meteorologice) până la stații orbitale spațiale unice și nave de cercetare.

Chimiștii folosesc, de asemenea, echipamente speciale în cercetarea lor. Cel mai simplu dintre ele este, de exemplu, dispozitivul de încălzire deja familiar, o lampă cu alcool și diverse vase chimice în care sunt efectuate și studiate transformările substanțelor, de exemplu. reacții chimice(Fig. 8).

Orez. 8. Sticla chimică de laborator și echipamente

Ei spun pe bună dreptate că este mai bine să vezi o dată decât să auzi de o sută de ori. Sau, mai bine, ține-l în mâini și învață cum să-l folosești. Prin urmare, prima cunoștință cu echipamentul chimic va avea loc în timpul lucrărilor practice care vă așteaptă în lecția următoare.

1. Ce este observația? Ce condiții trebuie îndeplinite pentru ca observația să fie eficientă?
2. Care este diferența dintre o ipoteză și o concluzie?
3. Ce este un experiment?
4. Care este structura unei flăcări?
5. Cum trebuie efectuată încălzirea?
6. Ce echipament de laborator ați folosit când ați studiat biologia și geografia?
7. Ce echipament de laborator este folosit când studiezi chimia?

Lucrarea practică nr. 1.
Familiarizarea cu echipamentele de laborator.
Norme de siguranță

Majoritatea experimentelor chimice sunt efectuate în recipiente de sticlă. Sticla este transparentă și poți observa ce se întâmplă cu substanțele. În unele cazuri, sticla este înlocuită cu plastic transparent; nu se sparge, dar astfel de vase, spre deosebire de sticla, nu pot fi încălzite.

Paharele sunt adesea folosite pentru experimente demonstrative (Fig. 13). Adesea paharele și baloanele conice au semne speciale, cu ajutorul lor puteți determina aproximativ volumul de lichid conținut în ele.

Baloanele cu fund rotund (Fig. 14) nu pot fi așezate pe masă, ele sunt fixate pe suporturi metalice - trepiede (Fig. 15) - folosind gheare. Picioarele, precum și inelele metalice, sunt atașate de trepied cu cleme speciale. Este convenabil să se obțină orice substanțe, cum ar fi gazele, în baloane cu fund rotund. Pentru a colecta gazele rezultate, folosiți un balon cu orificiu de evacuare (se numește balon Wurtz (Fig. 16)) sau o eprubetă cu tub de evacuare a gazului.

Dacă substanțele gazoase rezultate trebuie răcite și condensate în lichid, utilizați un frigider din sticlă (Fig. 17). Gazele răcite se deplasează prin tubul său interior, transformându-se în lichid sub influența apei reci, care curge prin „jacheta” frigiderului în direcția opusă.

Pâlniile conice (Fig. 18) sunt folosite pentru turnarea lichidelor dintr-un vas în altul, de asemenea indispensabile în procesul de filtrare. Probabil știți că filtrarea este procesul de separare a lichidului de particulele solide.

Un vas cu pereți groși, asemănător unei farfurii adânci, se numește cristalizator (Fig. 20). Datorită suprafeței mari a soluției turnate în cristalizator, solventul se evaporă rapid, iar substanța dizolvată este eliberată sub formă de cristale. În nicio circumstanță nu trebuie încălzit cristalizatorul: pereții lui par doar puternici, dar de fapt, atunci când este încălzit, cu siguranță se va crăpa.

Când efectuați un experiment chimic, de multe ori trebuie să măsurați volumul necesar de lichid. Cel mai adesea, pentru aceasta se folosesc cilindri gradați (Fig. 21).

Pe lângă sticlăria din școală laborator chimic Există vase de porțelan. Într-un mojar și pistil (Fig. 22), substanțele cristaline sunt zdrobite. Sticlăria nu este potrivită pentru aceasta: presiunea pistilului îl va face să se spargă imediat.

Pentru a evita necazurile și rănile, fiecare articol trebuie să fie folosit strict în scopul propus și să știe cum să-l manevreze. Un experiment chimic va fi cu adevărat sigur, instructiv și interesant dacă luați măsuri de precauție atunci când lucrați cu articole din sticlă, reactivi și echipamente chimice. Aceste măsuri se numesc reguli de siguranță.

Sala de chimie este un birou neobișnuit. Aceasta înseamnă că cerințele pentru tine aici sunt speciale. De exemplu, nu ar trebui să mănânci niciodată în laboratorul de chimie, deoarece multe dintre substanțele cu care vei lucra sunt otrăvitoare.

Camera chimică se deosebește de alte încăperi prin faptul că are hotă (Fig. 24). Multe substanțe au un miros puternic, neplăcut, iar vaporii lor nu sunt inofensivi pentru sănătate. Astfel de substanțe sunt manipulate într-o hotă, din care substanțele gazoase curg direct în stradă.

Sticla cu reactiv trebuie luată astfel încât eticheta să fie în palmă. Acest lucru se face astfel încât picăturile accidentale să nu strice inscripția.

Unele substanțe chimice sunt toxice, există reactivi care corodează pielea și multe substanțe sunt inflamabile. Semne speciale de pe etichete avertizează în acest sens (Fig. 26, vezi p. 7).

Nu începeți un experiment decât dacă știți exact ce și cum să faceți. Trebuie să lucrați respectând cu strictețe instrucțiunile și numai cu acele substanțe care sunt necesare experimentului.

Pregătiți-vă locul de muncă, plasați rațional reactivii, vasele și accesoriile, astfel încât să nu trebuiască să vă întindeți peste masă, răsturnând baloanele și eprubetele cu mâneca. Nu aglomerați masa cu nimic care nu este necesar pentru experiment.

Experimentele trebuie efectuate numai în recipiente curate, ceea ce înseamnă că trebuie spălate bine după lucru. Spălați-vă mâinile în același timp.

Toate manipulările trebuie efectuate deasupra mesei.

Pentru a determina mirosul unei substanțe, nu apropiați vasul de față, ci împingeți aerul cu mâna de la deschiderea vasului până la nas (Fig. 27).

Nu se pot gusta substanțe!

Nu turnați niciodată excesul de reactiv înapoi în sticlă. Utilizați un gunoi special pentru aceasta. De asemenea, nu este de dorit să colectați înapoi solidele vărsate, în special cu mâinile.

Dacă vă ardeți accidental, vă tăiați sau vărsați reactiv pe masă, pe mâini sau pe haine, contactați imediat profesorul sau asistentul de laborator.

După terminarea experimentului, puneți-vă în ordine zona de lucru.

Lucrarea practică nr. 2.
Privind o lumânare aprinsă

S-ar părea că ce se poate scrie despre un obiect de observație atât de simplu precum o lumânare aprinsă? Cu toate acestea, observația nu este doar capacitatea de a vedea, este capacitatea de a acorda atenție detaliilor, concentrare, capacitatea de analiză și uneori chiar perseverența obișnuită. Marele fizician și chimist englez M. Faraday a scris: „Considerare fenomene fizice„, care apare atunci când arde o lumânare, reprezintă cel mai larg mod prin care se poate aborda studiul științelor naturale”.

Scopul acestei lucrări practice este de a învăța să observe și să descrie rezultatele observației. Trebuie să scrieți un scurt eseu în miniatură despre o lumânare aprinsă (Fig. 28). Pentru a vă ajuta în acest sens, vă oferim câteva întrebări care necesită răspunsuri detaliate.

Descrie aspect lumanari, substanta din care este facut (culoare, miros, simt, duritate), fitil.

Aprinde o lumanare. Descrieți aspectul și structura flăcării. Ce se întâmplă cu materialul lumânării când fitilul arde? Cum arată fitilul în timpul procesului de ardere? Se încălzește lumânarea, se aude un sunet când arde, se eliberează căldură? Ce se întâmplă cu o flacără dacă există mișcare de aer?

Cât de repede se stinge o lumânare? Se modifică lungimea fitilului în timpul procesului de ardere? Care este lichidul de la baza fitilului? Ce se întâmplă cu el când este absorbit de materialul fitilului? Și când picăturile sale curg pe lumânare?

Multe procese chimice au loc atunci când sunt încălzite, dar o flacără de lumânare nu este folosită în acest scop. Prin urmare, în a doua parte a acestei lucrări practice, ne vom familiariza cu structura și funcționarea unui dispozitiv de încălzire deja familiar pentru dvs. - o lampă cu alcool (Fig. 29). Lampa cu alcool constă dintr-un rezervor de sticlă 1 , care este umplut cu alcool la cel mult 2/3 din volum. Fitilul este scufundat în alcool 2 , care este realizat din fire de bumbac. Se ține în gâtul rezervorului folosind un tub special cu un disc 3 . Aprindeți lampa cu alcool numai cu chibrituri; nu puteți folosi în acest scop o altă lampă cu alcool care arde, deoarece În acest caz, alcoolul vărsat se poate vărsa și se poate aprinde. Fitilul trebuie tăiat uniform cu foarfecele, altfel va începe să ardă. Pentru a stinge o lampă cu alcool, nu suflați pe flacără; în acest scop se folosește un capac de sticlă. 4 . De asemenea, protejează lampa cu alcool de evaporarea rapidă a alcoolului.