Вопрос ✔, страница 23 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

Практическая работа 2. Наблюдение за горящей свечой. Глава 1. Первоначальные химические понятия - страница 23.

В замечательной книге М. Фарадея «История свечи» есть строчки: «Рассмотрение физических явлений, происходящих при горении свечи, представляет собой самый широкий путь, которым можно подойти к изучению естествознания... Я собираюсь изложить вам... ряд сведений по химии, которые можно извлечь из горящей свечи».

Какие явления вы будете изучать при выполнении этой практической работы?

При выполнении практической работы по изучению явлений, происходящих при горении свечи, можно наблюдать и исследовать целый комплекс взаимосвязанных физических и химических процессов, как это описал Майкл Фарадей. К ним относятся:

1. Плавление и отвердевание вещества. Под действием тепла от пламени твёрдый парафин или стеарин, из которого сделана свеча, переходит в жидкое состояние. Это физическое явление называется плавлением. Вокруг фитиля образуется лужица расплавленного парафина. Если свечу погасить, жидкий парафин остынет и снова затвердеет, т.е. кристаллизуется. Ответ: изучение фазовых переходов вещества: плавления (переход из твёрдого состояния в жидкое) и кристаллизации (переход из жидкого в твёрдое).

2. Капиллярный эффект. Расплавленный парафин поднимается вверх по фитилю, который состоит из множества тонких волокон. Это происходит благодаря капиллярному эффекту — способности жидкостей подниматься по узким каналам (капиллярам) вопреки силе тяжести. Это физическое явление обеспечивает непрерывную подачу топлива в зону горения. Ответ: наблюдение капиллярного эффекта — подъёма жидкости по пористому материалу (фитилю).

3. Испарение. У основания пламени, где температура очень высокая, жидкий парафин, поднявшийся по фитилю, превращается в газ (пары парафина). Этот процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное называется испарением или парообразованием. Горит именно газообразный парафин, а не жидкий или твёрдый. Ответ: изучение фазового перехода — испарения (превращения жидкости в газ под действием высокой температуры).

4. Горение (химическая реакция). Пары парафина (сложные углеводороды) смешиваются с кислородом из воздуха и вступают в химическую реакцию — горение. Это экзотермическая реакция окисления, которая сопровождается выделением большого количества тепла и света. При полном сгорании образуются углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$). Ответ: изучение химической реакции горения, являющейся экзотермической реакцией окисления углеводородов кислородом воздуха.

5. Строение пламени и образование сажи. Пламя свечи неоднородно и имеет несколько зон. В его нижней, самой тёмной и холодной части, происходит испарение парафина. В средней, самой яркой (жёлтой) части, происходит неполное сгорание паров с образованием раскалённых до свечения мельчайших частичек углерода (сажи). Если внести в эту часть пламени холодный предмет (например, стеклянную пластинку), на нём осядет копоть (сажа). Во внешней, почти невидимой и самой горячей части пламени, происходит полное сгорание сажи и паров топлива до конечных продуктов. Ответ: исследование строения пламени, его зон, и доказательство неполного сгорания топлива по образованию сажи.

6. Теплопередача. Горящая свеча является источником тепла, которое передаётся в окружающее пространство тремя способами. Излучением: пламя испускает электромагнитные волны (свет и инфракрасное излучение), что можно почувствовать, поднеся руку сбоку от пламени. Конвекцией: нагретый воздух и продукты сгорания имеют меньшую плотность и поднимаются вверх, создавая конвекционные потоки, которые можно ощутить над пламенем. Теплопроводностью: тепло передаётся по телу самой свечи, но этот вид теплопередачи в данном случае наименее значителен. Ответ: изучение различных видов теплопередачи от источника тепла: излучения, конвекции и теплопроводности.

7. Обнаружение продуктов сгорания. Можно экспериментально доказать наличие продуктов полного сгорания. Если подержать над пламенем сухой холодный стакан, на его стенках появятся капельки воды — это сконденсировался водяной пар ($H_2O$). Если в этот же стакан налить известковую воду ($Ca(OH)_2$) и взболтать, она помутнеет из-за реакции с углекислым газом ($CO_2$), что доказывает его наличие. Ответ: качественное определение продуктов полного сгорания — воды ($H_2O$) и углекислого газа ($CO_2$).