Подумайте!, страница 121, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

Почему в отличие от этана этилен на воздухе горит светящимся пламенем?

Различие в характере горения этана ($C_2H_6$) и этилена ($C_2H_4$) на воздухе объясняется разным содержанием углерода в их молекулах и, как следствие, разной склонностью к полному сгоранию. Светящееся пламя является признаком неполного сгорания, при котором образуются раскаленные твердые частицы сажи (элементарного углерода).

1. Массовая доля углерода. В молекуле этилена массовая доля углерода выше, чем в молекуле этана.

Массовая доля углерода в этилене ($C_2H_4$):

$\omega(C) = \frac{2 \cdot M_r(C)}{M_r(C_2H_4)} = \frac{2 \cdot 12}{2 \cdot 12 + 4 \cdot 1} = \frac{24}{28} \approx 85.7\%$

Массовая доля углерода в этане ($C_2H_6$):

$\omega(C) = \frac{2 \cdot M_r(C)}{M_r(C_2H_6)} = \frac{2 \cdot 12}{2 \cdot 12 + 6 \cdot 1} = \frac{24}{30} = 80\%$

2. Процесс горения. Из-за более высокого содержания углерода, а также наличия прочной двойной связи, этилену для полного окисления до $CO_2$ и $H_2O$ требуется больше кислорода и более специфические условия. При горении на воздухе, где смешение с кислородом происходит не мгновенно и не в идеальной пропорции, этилен сгорает не полностью. Часть атомов углерода не успевает окислиться и образует частицы сажи. Эти раскаленные в пламени частицы сажи испускают свет, создавая яркое желто-оранжевое пламя. Этот процесс также сопровождается выделением копоти.

Этан, в свою очередь, имеет меньшую массовую долю углерода и содержит только одинарные связи, поэтому он сгорает на воздухе более полно. Продуктами его горения являются в основном углекислый газ и вода, которые не светятся. Поэтому пламя этана почти бесцветное или имеет голубоватый оттенок, характерный для горения газов.

Ответ: Этилен горит на воздухе светящимся пламенем, в отличие от этана, из-за более высокой массовой доли углерода в его молекуле. Это приводит к неполному сгоранию и образованию раскаленных частиц сажи, которые, ярко светясь, придают пламени характерный светящийся и коптящий вид.