Страница 205 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

Как изменилась яркость пламени?

Горение — это химическая реакция окисления, для которой необходим кислород. При продувании воздуха в пламя свечи с помощью резиновой груши мы принудительно увеличиваем приток кислорода к зоне горения. Воздух содержит около 21% кислорода. Увеличение концентрации окислителя (кислорода) интенсифицирует процесс горения. В результате реакция протекает быстрее, выделяется больше энергии в виде тепла и света за единицу времени. Это приводит к тому, что пламя становится заметно ярче и горячее.

Ответ: Яркость пламени увеличилась.

В каком случае свеча горит дольше? Почему?

Для поддержания горения свече необходим постоянный доступ кислорода из воздуха. Когда свечу накрывают банкой, она может гореть только до тех пор, пока не израсходует весь кислород, находящийся в ограниченном объеме воздуха под банкой. Процесс горения прекратится, когда концентрация кислорода упадет до уровня, недостаточного для поддержания пламени.

Объем двухлитровой банки в четыре раза больше объема пол-литровой банки ($2 \text{ л} / 0.5 \text{ л} = 4$). Следовательно, в двухлитровой банке содержится примерно в четыре раза больше воздуха, а значит, и в четыре раза больше кислорода. Поскольку у свечи под двухлитровой банкой запас кислорода значительно больше, она будет гореть существенно дольше, чем свеча под пол-литровой банкой.

Ответ: Свеча горит дольше в двухлитровой банке, потому что в ней содержится больший объем воздуха, а следовательно, и большее количество кислорода, необходимого для горения.

Запишите уравнения реакций горения, если вещества, из которых состоит свеча, имеют формулы C₁₆H₃₄ и C₁₇H₃₆.

Свечи обычно изготавливают из парафина, который представляет собой смесь твердых насыщенных углеводородов (алканов). При полном сгорании углеводородов в избытке кислорода образуются углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$).

Дано:

Формула гексадекана: $C_{16}H_{34}$

Формула гептадекана: $C_{17}H_{36}$

Найти:

Уравнения реакций полного горения для данных веществ.

Решение:

Общая схема реакции горения углеводорода:

$C_xH_y + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$

1. Горение гексадекана ($C_{16}H_{34}$)

Запишем схему реакции: $C_{16}H_{34} + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$.

Уравняем количество атомов углерода (C): в левой части 16 атомов, значит, в правой части ставим коэффициент 16 перед $CO_2$.

$C_{16}H_{34} + O_2 \rightarrow 16CO_2 + H_2O$

Уравняем количество атомов водорода (H): в левой части 34 атома, значит, в правой части ставим коэффициент $34 / 2 = 17$ перед $H_2O$.

$C_{16}H_{34} + O_2 \rightarrow 16CO_2 + 17H_2O$

Уравняем количество атомов кислорода (O): в правой части находится $16 \cdot 2 + 17 = 32 + 17 = 49$ атомов. Следовательно, в левой части перед $O_2$ ставим коэффициент $49/2$.

$C_{16}H_{34} + \frac{49}{2}O_2 \rightarrow 16CO_2 + 17H_2O$

Чтобы избавиться от дробного коэффициента, умножим все коэффициенты в уравнении на 2. Получаем итоговое сбалансированное уравнение:

$2C_{16}H_{34} + 49O_2 \rightarrow 32CO_2 + 34H_2O$

2. Горение гептадекана ($C_{17}H_{36}$)

Запишем схему реакции: $C_{17}H_{36} + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$.

Уравняем атомы углерода (C): 17 атомов слева, значит, ставим коэффициент 17 перед $CO_2$.

$C_{17}H_{36} + O_2 \rightarrow 17CO_2 + H_2O$

Уравняем атомы водорода (H): 36 атомов слева, значит, ставим коэффициент $36 / 2 = 18$ перед $H_2O$.

$C_{17}H_{36} + O_2 \rightarrow 17CO_2 + 18H_2O$

Уравняем атомы кислорода (O): в правой части $17 \cdot 2 + 18 = 34 + 18 = 52$ атома. Следовательно, в левой части перед $O_2$ ставим коэффициент $52 / 2 = 26$.

$C_{17}H_{36} + 26O_2 \rightarrow 17CO_2 + 18H_2O$

Ответ:

Уравнение реакции горения гексадекана: $2C_{16}H_{34} + 49O_2 \rightarrow 32CO_2 + 34H_2O$

Уравнение реакции горения гептадекана: $C_{17}H_{36} + 26O_2 \rightarrow 17CO_2 + 18H_2O$

Опыт 1. Механический анализ почвы

Описание наблюдений:

После интенсивного встряхивания пробирки с образцом почвы и дистиллированной водой образуется мутная, непрозрачная суспензия, так как все почвенные частицы равномерно распределяются в объеме воды. Затем начинается процесс отстаивания (седиментации), в ходе которого можно наблюдать следующее:

1. Быстрое оседание (первые секунды - минута): Практически сразу на дно пробирки опускаются самые крупные и тяжелые частицы. С помощью лупы можно увидеть, что это мелкие камешки (гравий, если он есть в почве) и крупные песчинки. Они формируют самый нижний слой осадка.

2. Оседание средней скорости (несколько минут): Поверх слоя крупного песка оседают более мелкие песчинки, а затем пылеватые частицы (ил). Таким образом, над слоем песка образуется слой ила.

3. Медленное оседание (десятки минут - часы): Вода над осадком еще долгое время остается мутной. Это связано с тем, что в ней во взвешенном состоянии находятся самые мелкие частицы — глина, а также частицы гумуса (перегноя). Глина оседает очень медленно, формируя самый верхний, очень тонкий и плотный слой на поверхности минерального осадка.

4. Итоговый вид: По прошествии достаточного времени в пробирке образуется слоистый осадок. Если рассматривать слои снизу вверх, они располагаются в порядке уменьшения размера частиц: камешки → песок → ил (пыль) → глина. На поверхности воды могут плавать легкие органические остатки (фрагменты листьев, корешков), а на поверхности осадка может сформироваться тонкий темный слой гумуса.

Объяснение наблюдений:

Разделение почвы на слои в воде — это наглядная демонстрация процесса седиментации, который обусловлен различиями в размере, форме и плотности составляющих почву частиц. Ключевым фактором является разная скорость оседания частиц под действием силы тяжести.

Скорость оседания напрямую зависит от массы и размера частицы.

- Песок (размер частиц 0,05–2 мм) состоит из относительно крупных и тяжелых минеральных зерен. Они имеют большую массу по сравнению с силой сопротивления воды, поэтому тонут очень быстро.

- Пыль (ил) (размер частиц 0,002–0,05 мм) состоит из более мелких частиц, которые оседают значительно медленнее песка.

- Глина (размер частиц < 0,002 мм) — это самые мелкие минеральные частицы. Они имеют очень малую массу и большую удельную поверхность, из-за чего испытывают сильное сопротивление со стороны молекул воды и могут оставаться во взвешенном состоянии (образовывать коллоидную систему) часами или даже сутками.

- Гумус и другие органические остатки имеют низкую плотность, часто меньшую, чем у воды, поэтому они либо оседают последними, либо остаются плавать на поверхности.

Таким образом, этот опыт позволяет провести качественный механический анализ почвы. По относительной толщине слоев можно судить о типе почвы: преобладание слоя песка характерно для песчаных почв; значительная толщина слоев пыли и глины, а также долго не спадающая мутность воды — для глинистых; примерно равное соотношение слоев — для суглинистых почв.

Ответ: При взбалтывании почвы с водой и последующем отстаивании происходит ее разделение на слои. На дно первыми оседают самые крупные и тяжелые частицы (песок), затем более мелкие (пыль/ил), и последними — самые мелкие и легкие (глина). Это явление объясняется разной скоростью седиментации частиц в жидкости под действием силы тяжести: чем крупнее и плотнее частица, тем быстрее она оседает. Этот опыт демонстрирует механический состав почвы.