Страница 204 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

Какой процесс (физический или химический) здесь имеет место?

Процесс таяния парафина около фитиля горящей свечи является физическим явлением. При физических явлениях изменяется агрегатное состояние вещества, его форма или размеры, но само вещество не превращается в другое. В данном случае парафин переходит из твердого состояния в жидкое под воздействием тепла. Его химический состав при этом не изменяется. Если дать расплавленному парафину остыть, он снова затвердеет, что подтверждает обратимость процесса и отсутствие химических превращений.

Ответ: таяние парафина является физическим процессом.

Что вы наблюдаете?

Если внести один конец стеклянной трубки в среднюю часть пламени, а другой опустить в пробирку, можно будет наблюдать, как из трубки выделяется белый дым. Этот «дым» представляет собой не продукт сгорания, а аэрозоль, состоящий из мельчайших капелек и кристалликов парафина. В средней, самой темной зоне пламени, из-за высокой температуры, но недостатка кислорода, парафин интенсивно испаряется, но не сгорает полностью.

Эти пары парафина затягиваются в трубку и, попадая в более холодную пробирку, охлаждаются и конденсируются на ее стенках. В результате на внутренней поверхности пробирки образуется белый или желтоватый воскообразный налет. Этот эксперимент доказывает, что в пламени свечи горит не фитиль и не твердый парафин, а именно его пары.

Ответ: мы наблюдаем выделение белого «дымка» (паров парафина), который оседает на холодных стенках пробирки в виде белого воскообразного налета.

Возьмите тигельными щипцами кусочек жести (2 × 2 см) от консервной банки или предметное стекло, внесите в зону тёмного конуса горящей свечи и подержите 3—5 с. Быстро поднимите жесть (стекло), посмотрите на нижнюю плоскость. Объясните, что там появилось.

Решение

При внесении холодного предмета (жести или стекла) в тёмную, внутреннюю зону пламени свечи, на его нижней поверхности можно наблюдать образование чёрного пятна.

Это чёрное пятно представляет собой сажу (мелкодисперсный углерод). Тёмный конус пламени — это область, где температура относительно невысока и наблюдается недостаток кислорода. В этих условиях пары парафина (углеводороды) не сгорают полностью, а подвергаются термическому разложению (пиролизу) с образованием углерода. Частицы углерода оседают на холодной поверхности внесённого предмета, формируя чёрный налёт.

Ответ: На нижней плоскости жести (стекла) появилось чёрное пятно сажи. Это объясняется тем, что в тёмной зоне пламени из-за недостатка кислорода и невысокой температуры происходит неполное сгорание и термическое разложение паров парафина с образованием углерода (сажи), который оседает на холодной поверхности.

В химический стакан объёмом 500 мл поместите огарок свечи и зажгите его. Наблюдайте за процессом горения 3—4 минуты. Что замечаете на стенках стакана? Погасите свечу и налейте в стакан 5 мл известковой воды. Что наблюдаете? Дайте объяснение.

Решение

1. Наблюдение во время горения свечи:

Во время горения свечи на внутренних стенках стакана появляются капельки прозрачной жидкости, то есть стенки "запотевают".

Объяснение:

Свеча изготовлена из парафина, который является смесью высших углеводородов. При полном сгорании углеводородов образуются углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$). Вода выделяется в виде горячего пара. Когда этот пар соприкасается с более холодными стенками стакана, он конденсируется, превращаясь в капли жидкой воды. Это доказывает образование воды в процессе горения.

Уравнение горения парафина в общем виде (где n - число атомов углерода): $C_nH_{2n+2} + \frac{3n+1}{2}O_2 \rightarrow nCO_2 + (n+1)H_2O$.

2. Наблюдение после добавления известковой воды:

После того как свечу потушили и в стакан налили известковую воду (раствор $Ca(OH)_2$), она мутнеет.

Объяснение:

Помутнение известковой воды — это качественная реакция на углекислый газ ($CO_2$). В процессе горения свечи стакан наполнился углекислым газом. При добавлении известковой воды происходит химическая реакция между углекислым газом и гидроксидом кальция, в результате которой образуется нерастворимый белый осадок — карбонат кальция ($CaCO_3$).

Уравнение реакции: $CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O$.

Образование этого осадка и вызывает помутнение раствора, что доказывает наличие углекислого газа как продукта горения.

Ответ: На стенках стакана появляются капли воды, так как водяной пар (продукт горения) конденсируется на холодной поверхности. После добавления известковая вода мутнеет, что доказывает наличие в стакане углекислого газа (второй продукт горения), который реагирует с ней с образованием нерастворимого осадка карбоната кальция.