Номер 8, страница 93 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 19. Фосфор. Глава 1. Неметаллы - номер 8, страница 93.

Условие.

8. Если фитиль свечи смочить раствором белого фосфора в серо-углероде, то через некоторое время свеча загорается сама собой. Объясните это явление.

Решение.

Решение 2.

Решение

Это явление объясняется совокупностью физических и химических свойств веществ, участвующих в процессе: сероуглерода, белого фосфора и материалов свечи. Процесс можно разбить на несколько последовательных стадий.

1. Испарение растворителя. Сероуглерод ($CS_2$) является чрезвычайно летучей жидкостью. После того как фитиль смочен раствором, сероуглерод быстро испаряется с его поверхности, оставляя на волокнах фитиля тонкодисперсный белый фосфор.

2. Окисление фосфора. Белый фосфор ($P_4$) – это одна из аллотропных модификаций фосфора, которая отличается очень высокой химической активностью. На воздухе он начинает медленно окисляться кислородом даже при комнатной температуре. Эта реакция окисления является сильно экзотермической, то есть протекает с выделением большого количества тепла.

3. Самонагревание и воспламенение. Тепло, выделяющееся в результате окисления фосфора, накапливается на фитиле, так как хлопковые волокна обладают плохой теплопроводностью. Это приводит к локальному повышению температуры. Когда температура достигает температуры самовоспламенения белого фосфора, которая очень низка (около 34–40 °C), фосфор вспыхивает и загорается ярким пламенем. Реакция горения фосфора в избытке кислорода описывается уравнением:

$P_4 + 5O_2 \rightarrow P_4O_{10}$

4. Загорание свечи. Пламя от горящего фосфора имеет достаточно высокую температуру, чтобы расплавить воск или парафин свечи вблизи фитиля и поджечь сам фитиль. Далее расплавленный парафин под действием капиллярных сил поднимается по фитилю, испаряется и его пары загораются, поддерживая горение свечи.

Ответ: Явление самовозгорания свечи обусловлено тем, что после испарения летучего сероуглерода на фитиле остается белый фосфор. Он самопроизвольно окисляется кислородом воздуха, выделяя тепло. Это приводит к нагреву фитиля до температуры самовоспламенения фосфора (34–40 °C), в результате чего он вспыхивает. Образовавшееся пламя поджигает фитиль и парафин свечи.