Дополнительный опыт № 5, страница 73 - гдз по химии 7 класс тетрадь для лабораторных и практических работ Габриелян, Аксенова

Изучение устройства зажигалки и её пламени. Дополнительные опыты - страница 73.

Условие.

Дополнительный опыт № 5

Изучение устройства зажигалки и её пламени

Цель: изучение признаков химических реакций.

Оборудование и реактивы: газовая зажигалка, предметное стекло.

Задание. Познакомиться с устройством зажигалки и продуктами горения.

Инструкция

1. Рассмотрите газовую зажигалку. В прозрачном корпусе газовой зажигалки находится бесцветная жидкость. Нажмите на клапан, не поджигая газа. Слышите шипение? Объясните, откуда берётся газ, если в зажигалке жидкость. Этот газ — смесь пропана и бутана — находится внутри резервуара под давлением. Почему эти газы находятся в жидком состоянии?

2. Зажгите зажигалку. Протекает химическая реакция горения пропана и бутана.

3. Ненадолго поднесите пламя к предметному стеклу. Объясните наблюдаемое явление. Какие признаки химической реакции вы видите?

4. Сравните строение пламени зажигалки со строением пламени свечи. Сделайте соответствующие выводы.

5. Полученные результаты опыта запишите в таблицу.

Что делали

Что наблюдали

Выводы

Решение.

Решение 2.

1. Внутри корпуса зажигалки находится сжиженный газ (смесь пропана и бутана). Эти вещества при нормальных условиях являются газами, но в зажигалке они находятся под высоким давлением. Повышенное давление заставляет молекулы газа сблизиться и перейти в жидкое агрегатное состояние, что позволяет уместить большое количество топлива в малом объеме. Когда нажимается клапан, давление резко падает, жидкость начинает интенсивно испаряться (кипеть), превращаясь обратно в газ. Этот процесс сопровождается характерным шипением.

Ответ: Эти газы находятся в жидком состоянии, потому что внутри резервуара зажигалки они сжаты под высоким давлением. При повышении давления газы конденсируются и переходят в жидкость.

2. Дано:

Реагенты: смесь углеводородов – пропан ($C_3H_8$) и бутан ($C_4H_{10}$), и кислород ($O_2$) из воздуха.

Найти:

Уравнения химической реакции горения пропана и бутана.

Решение:

Горение – это реакция окисления, в данном случае углеводородов кислородом. При полном сгорании пропана и бутана образуются углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$). Запишем и уравняем химические реакции для каждого вещества:

1. Горение пропана:

$C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O$

2. Горение бутана:

$2C_4H_{10} + 13O_2 \rightarrow 8CO_2 + 10H_2O$

Ответ: Химическая реакция горения пропана и бутана описывается уравнениями: $C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O$ и $2C_4H_{10} + 13O_2 \rightarrow 8CO_2 + 10H_2O$.

3. Когда к пламени зажигалки подносят холодное предметное стекло, на его поверхности можно наблюдать появление капелек прозрачной жидкости. Это водяной пар, один из продуктов реакции горения, конденсируется на холодной поверхности. Если подержать стекло в пламени дольше, особенно в его верхней, желтоватой части, на стекле может образоваться черный налет – сажа (углерод). Это свидетельствует о неполном сгорании газа из-за недостатка кислорода.

Ответ: Наблюдаемые признаки химической реакции:

1. Выделение света и тепла (само пламя).

2. Образование новых веществ: образование воды (наблюдаем в виде конденсата на холодном стекле) и углекислого газа (бесцветный газ, его нельзя увидеть, но его образование подразумевается реакцией горения). Образование сажи также является признаком появления нового вещества при неполном сгорании.

4. Пламя зажигалки и пламя свечи имеют заметные различия, обусловленные разным агрегатным состоянием топлива и особенностями процесса горения.

Пламя зажигалки: Топливо (пропан-бутановая смесь) подается уже в газообразном состоянии. Это обеспечивает его хорошее перемешивание с кислородом воздуха, поэтому горение более полное. Пламя имеет более простую структуру, оно менее яркое и у основания часто имеет синий цвет, что характерно для полного сгорания углеводородов.

Пламя свечи: Топливо (парафин) – твердое вещество. Под действием тепла оно плавится, поднимается по фитилю и испаряется. Горят именно пары парафина. Из-за того, что кислород поступает к парам топлива извне, горение происходит послойно и часто является неполным. В результате образуются раскаленные частицы углерода (сажи), которые и создают яркое желто-оранжевое свечение. Поэтому пламя свечи более яркое (светящееся), но и более коптящее, чем пламя зажигалки.

Ответ: Основное различие в том, что в зажигалке горит готовая газовоздушная смесь, а в свече – пары твердого топлива, которые образуются непосредственно в процессе горения. Это приводит к разной степени полноты сгорания и, как следствие, к разной структуре, цвету и яркости пламени. Пламя свечи ярче из-за светящихся частиц сажи, образующихся при неполном сгорании, в то время как пламя зажигалки более "чистое" и менее яркое.

5.

Что делали	Что наблюдали	Выводы
1. Рассмотрели зажигалку, нажали на клапан, не поджигая газ.	В прозрачном корпусе видна бесцветная жидкость. При нажатии на клапан слышно шипение выходящего газа.	Топливо (пропан и бутан) в зажигалке находится в сжиженном состоянии под высоким давлением. При сбросе давления оно испаряется.
2. Зажгли зажигалку.	Появилось пламя, которое излучает свет и тепло.	Происходит экзотермическая химическая реакция горения, основными признаками которой являются выделение тепла и света.
3. Ненадолго поднесли к пламени холодное предметное стекло.	На поверхности стекла появились мелкие капли прозрачной жидкости (конденсат), а при более длительном контакте - черный налет (сажа).	Одним из продуктов горения является вода. Появление сажи свидетельствует о неполном сгорании топлива. Это доказывает образование новых веществ в ходе реакции.
4. Сравнили пламя зажигалки со строением пламени свечи.	Пламя зажигалки менее яркое, голубоватое у основания. Пламя свечи имеет желто-оранжевый цвет, оно более яркое и коптит.	Различия в пламени обусловлены разным агрегатным состоянием топлива и полнотой его сгорания. Горение газа в зажигалке более полное, чем горение паров твердого парафина в свече.

Ответ: Результаты опыта занесены в таблицу.