Опыт 5, страница 194 - гдз по химии 8 класс учебник Оспанова, Аухадиева

Опыт 5. Неполное сгорание угля.

Зажгите свечу и поднесите к средней части пламени белую фарфоровую чашку.

На дне фарфоровой чашки появляется черный налет сажи. Объясните эксперимент.

Решение

Свеча изготовлена из парафина, который является смесью твердых углеводородов (соединений углерода и водорода). Горение свечи — это сложный физико-химический процесс. Пламя свечи неоднородно и состоит из нескольких зон, которые различаются по температуре и доступу кислорода.

Средняя часть пламени, куда подносят чашку, является самой яркой (светящейся). В эту зону поступает недостаточное количество кислорода из окружающего воздуха для полного сжигания паров парафина. Из-за высокой температуры здесь происходит термическое разложение (пиролиз) углеводородов, но из-за нехватки окислителя (кислорода) происходит их неполное сгорание.

Продуктами неполного сгорания являются, в частности, угарный газ ($CO$) и элементарный углерод ($\text{C}$) в виде мельчайших твердых частиц — сажи. Именно эти раскаленные до высокой температуры частицы сажи и создают яркое желтое свечение пламени. Упрощенно реакцию образования сажи можно записать так (на примере углеводорода $C_nH_{2n+2}$):

$C_nH_{2n+2} \xrightarrow{t^{\circ}, \text{недост. } O_2} C + H_2o + \dots$

Когда холодная фарфоровая чашка вносится в эту зону пламени, раскаленные частицы сажи соприкасаются с ее холодной поверхностью. Они мгновенно охлаждаются и оседают (конденсируются) на ней, образуя черный налет.

Таким образом, эксперимент наглядно демонстрирует процесс неполного сгорания углеводородного топлива и образование сажи при недостатке кислорода.

Ответ: Черный налет сажи на дне чашки появляется потому, что в средней части пламени свечи из-за недостатка кислорода происходит неполное сгорание паров парафина. В результате этого процесса образуются раскаленные частицы углерода (сажи), которые оседают на холодной поверхности чашки.