Опыт 2, страница 162 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

Опыт 2. Горение

В две фарфоровые чашки налейте примерно по 2 мл этанола и бутано-ла-1, поднесите горящую лучину. Этанол горит голубоватым, слабосветящимся пламенем, бутанол — светящимся пламенем.

Задание. На основании опыта сделайте соответствующий вывод.

Задание. На основании опыта сделайте соответствующий вывод.

Решение

В данном опыте сравнивается горение двух спиртов из одного гомологического ряда: этанола ($C_2H_5OH$) и бутанола-1 ($C_4H_9OH$). Характер пламени при горении органических соединений напрямую связан с их составом и полнотой сгорания.

1. Состав молекул. Этанол и бутанол-1 относятся к насыщенным одноатомным спиртам. Сравним их состав:

• Этанол: формула $C_2H_5OH$. Молекула содержит 2 атома углерода. Массовая доля углерода составляет $\omega(C) = \frac{2 \cdot A_r(C)}{M_r(C_2H_5OH)} = \frac{2 \cdot 12}{46} \approx 52,2\%$.
• Бутанол-1: формула $C_4H_9OH$. Молекула содержит 4 атома углерода. Массовая доля углерода составляет $\omega(C) = \frac{4 \cdot A_r(C)}{M_r(C_4H_9OH)} = \frac{4 \cdot 12}{74} \approx 64,9\%$.

Как видно, в молекуле бутанола-1 относительное содержание углерода выше, чем в молекуле этанола.

2. Процесс горения. Горение — это реакция окисления. Для полного сгорания (до $CO_2$ и $H_2O$) требуется определенное количество кислорода:

• Горение этанола: $C_2H_5OH + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 3H_2O$
• Горение бутанола-1: $C_4H_9OH + 6O_2 \rightarrow 4CO_2 + 5H_2O$

Голубоватое, почти несветящееся пламя этанола говорит о том, что его сгорание в условиях опыта происходит достаточно полно.

Светящееся пламя бутанола-1 указывает на неполное сгорание. При недостатке кислорода часть углерода не окисляется до $CO_2$, а образует мелкие частицы сажи (чистого углерода). Эти раскаленные частицы сажи и создают яркое желтое свечение пламени.

Вывод из наблюдений: чем больше массовая доля углерода в молекуле органического вещества, тем более светящимся (коптящим) будет пламя при его горении в одинаковых условиях, так как для его полного сгорания требуется больше кислорода и оно с большей вероятностью будет протекать неполно.

Ответ: С увеличением длины углеродной цепи в гомологическом ряду спиртов растет массовая доля углерода в их молекулах. Вследствие этого горение становится более неполным, что визуально проявляется в увеличении светимости пламени из-за образования раскаленных частиц сажи.