Пламя – это газообразная среда, в которой происходит взаимодействие горючего и окислителя, выделяется тепло и развиваются высокие температуры.
Классификация
Пламя классифицируют по:
В ламинарном диффузионном пламени можно выделить 3 зоны (оболочки).
Внутри конуса пламени имеются:
Температура
Температура пламени зависит от природы горючего вещества и интенсивности подвода окислителя. Например:
Наиболее высокие известные температуры горения:
Так как вода обладает очень большой теплоёмкостью, отсутствие водорода в горючем исключает потери тепла на образование воды и позволяет развить большую температуру.
Скорость распространения
Распространение пламени по предварительно перемешанной среде (невозмущенной), происходит от каждой точки фронта пламени по нормали к поверхности пламени. Величина такой нормальной скорости распространения пламени (далее – НСРП) является основной характеристикой горючей среды. Она представляет собой минимальную возможную скорость пламени. Значения НСРП отличаются у различных горючих смесей – от 0,03 до 15 м/с.
Распространение пламени по реально существующим газовоздушным смесям всегда осложнено внешними возмущающими воздействиями, обусловленными силами тяжести, конвективными потоками, трением и т.д. Поэтому реальные скорости распространения пламени всегда отличаются от нормальных. В зависимости от характера горения скорости распространения пламени имеют следующие диапазоны величин при:
Источник:Тидеман Б.Е., Сциборский Д.Б. Химия горения. –Л., 1935.
Школьная химическая лаборатория оборудована самым простым оборудованием и наиболее безопасными реактивами, поэтому в качестве основных и самых необходимых правил поведения можно выделить следующие.
ПОМНИТЕ: ПРЕНЕБРЕЖЕНИЕ ПРАВИЛАМИ БЕЗОПАСНОСТИ И НЕАККУРАТНОСТЬ В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ МОГУТ ПРИВЕСТИ К РЕАЛЬНЫМ ТРАВМАМ!
Опыт №1. Изучение устройства лабораторного штатива и приёмов обращения с ним
Практическая работа №2 «Устройство спиртовки и изучение строения пламени»
Устройство спиртовки
Проведите небольшой домашний эксперимент, с помощью которого изучим строение пламени.
Зажгите свечу и внимательно рассмотрите пламя. Вы заметите, что оно неоднородно по цвету. Пламя имеет три зоны (рис. )
Чтобы убедиться, что различные зоны пламени имеют разную температуру, можно провести такой опыт. Поместите спичку в пламя так, чтобы она пересекала все три зоны. Вы увидите, что лучинка сильнее обуглилась там, где она попала в зоны 2 и 3. Значит, пламя там более горячее.
Несмотря на то, что язычки пламени в каждом случае отличаются формой, размерами и даже окраской, все они имеют одинаковое строение – те же три зоны: внутреннюю темную (самую холодную), среднюю светящуюся (горячую) и внешнюю бесцветную (самую горячую).
Следовательно, выводом из проведенного эксперимента может быть утверждение о том, что строение любого пламени одинаково. Практическое значение этого вывода состоит в следующем: для того чтобы нагреть в пламени какой-либо предмет, его надо вносить в самую горячую, т.е. в верхнюю, часть пламени.
Опыт № 1 «Наблюдение физических явлений при горении свечи»
Опыт № 1 «Наблюдение физических явлений при горении свечи»
1) Зажгите одну обыкновенную цилиндрической формы свечу, которые используем для хозяйственных нужд. Наблюдайте за процессом горения свечи. Что дает нам горящая свеча?
2) Создайте такие условия, чтобы пламя свечи было спокойным. Рассмотрите внимательно устойчивое пламя свечи, опишите ваши наблюдения. Отразите форму свечи у фитиля.
3) Создайте в одном направлении небольшой ветерок (тихо подуйте), опишите ваши наблюдения. Какие изменения произошли со свечей?
4) Повторите п.2 и п.3 вашего эксперимента используя свечу не имеющую форму правильного цилиндра или покрытую желобками, или фигурную свечу, а так же ароматическую свечу, обыкновенной цилиндрической формы.
5) Опишите ваши наблюдения и сделайте выводы.
1) Воздух, находящийся над пламенем свечи нагревается, расширяется и становится менее плотным и более легким, чем окружающий его холодный воздух. Теплый воздух поднимается верх, а его место занимает холодный воздух. Происходит постоянный ток воздуха, струя которого охлаждает со всех сторон вещество, из которого сделана свеча, его внешний слой намного холоднее, чем середина. Середина плавится от пламени, доходящего по фитилю до того места, ниже которого оно гаснет. Наружная часть свечи не плавится.
2) Чашечка правильной формы образуется благодаря равномерному восходящему потоку воздуха, действующему на всю внешнюю поверхность свечи и не дающему ей разогреться.
3) При горении свечи, не имеющей правильной формы, и покрытую желобками, не получается чашечка с ровными краями, из-за неравномерности тока воздуха и плохой формы чашечки, которая при этом образуется, поэтому вниз по свечке стекает парафин, образуются потеки.
5) Горючее попадает в пламя благодаря такому явлению как смачивание (притяжение молекул друг к другу твердого тела и жидкости). Фитиль, пропитанный воском или парафином, изготавливают из хлопчатобумажных нитей, которые имеют капилляры диаметром меньше волоса. По этим капиллярам жидкость поднимается вверх за счет дополнительного возникающего давления. Горючее переносится к тому месту, где происходит сгорание, и притом не как-нибудь, а идеально к центру пламени.
(Все выводы обобщающие ответы учащихся на слайдах)
Порядок выполнения работы(Инструктаж ТБ)
1) Еще раз зажжем свечу и рассмотрим, какое строение имеет пламя. Выделите три зоны: нижняя часть пламени, средняя часть и внешняя часть пламени. Постарайтесь заметить, что каждая зона отличается друг от друга цветом. Опишите цвет пламени каждой из зон, заполните таблицу 1.
2) Пронаблюдайте различие температуры каждой зоны. Для этого вносите спички в разные зоны пламени и обратите внимание на скорость воспламенения спичечной головки. Время воспламенения фиксируйте с помощью секундомера, заполните графы таблицы 1.
Урок по теме: «Горение. Практическая работа № 3: Ознакомление с пламенем спиртовки и свечи». 8-й класс
Разделы: Химия
Класс: 8
Оборудование: записи на доске, периодическая система, схема парникового эффекта, спиртовка, спички, защитные очки.
Этапы урока
Время, мин
Приемы и методы
1. Организационный момент урока. Постановка учебной проблемы.
1-2
Сообщение учителя.
2. Проверка домашнего задания.
5-7
Фронтальный опрос.
3. Изучение нового материала.
15-20
Рассказ учителя, беседа. Записи в тетради. Работа с учебником.
4. Отработка знаний и умений.
10-15
Практическая работа.
5. Подведение итогов. Домашнее задание.
1-2
Запись на доске.
2. Вопросы для контроля:
1. Сравните физические свойства кислорода и озона.
2. Что такое аллотропия, и какие аллотропные модификации вам известны?
3. Что представляет собой озонатор?
4. С какими свойствами связано применение озона?
5. В чём заключается роль озонового слоя и чем грозит его разрушение человечеству?
3. Важными свойствами кислорода является его способность поддерживать дыхание и горение. Горение – это химическая реакция, при которой происходит окисление веществ с выделением теплоты и света. В основе горения лежит взаимодействие горючего вещества (топливо) с кислородом. Сжигание топлива состоит из двух стадий: воспламенения и собственно горения. Для воспламенения топливо поджигают, далее наступает стадия горения. Для возникновения горения необходимы определённые условия, а именно-совмещение в одном месте в одно время трёх составляющих:
Горючее вещество + Окислитель + Источник воспламенения v Горение.
Топливо
Твёрдое
Жидкое
Газообразное
Учащиеся приводят примеры твёрдого, жидкого и газообразного топлива.
Далее с учащимися учитель проводит инструктаж-беседу по ТБ при работе с горючими веществами и правилами безопасного поведения при пожарах.
4. Выполнение практической работы № 3 “Ознакомление с пламенем спиртовки”.
Практическая работа №2 «Правила безопасной работы в химической лаборатории. Приемы обращения с нагревательными приборами. Строение пламени»
Разработка практической работы в 7 классе на тему «Правила безопасной работы в химической лаборатории. Приемы обращения с нагревательными приборами. Строение пламени»
Содержимое разработки
Практическая работа №2
Правила безопасной работы в химической лаборатории. Приемы обращения
с нагревательными приборами. Строение пламени.
Цель: изучение строения пламени, правил нагревания, работы с нагревательными приборами; развитие внимая, наблюдательности; воспитание дисциплинированности
Тип урока: практическая работа
Сообщение темы и цели урока
Задание 1. Изучение строения нагревательных приборов.
Многие химические опыты проводят при нагревании. Наиболее эффективно нагревание на газовой горелке. В школьных лабораториях используют спиртовые горелки (спиртовки). В них используют этиловый спирт. Пламя спиртовки более холодное, чем газовой горелки.
Наиболее часто в школьных лабораториях используют сухое горючее. При использовании сухого спирта таблетки кладут на керамическую плитку, железную подставку или лист асбеста. Горючее гаснет, если закрыть горящую таблетку тиглем (почему?).
Рассмотрите по рисункам строение газовой горелки и спиртовки. Изучите строение выданного вам приспособления для сжигания сухого горючего. Зарисуйте в тетради нагревательные приборы и подпишите их. Сделайте вывод о правилах пользования нагревательными приборами.
Задание 2. Изучение строения пламени.
Если внимательно рассмотреть пламя, то можно заметить в нем несколько зон, различающихся по окраске. Во внутренней (темной) части пламени 1 воздух смешивается с парами горящего вещества. Средняя, светящаяся часть пламени 2 – это зона неполного сгорания топлива, температура в ней невысокая. Наиболее горячей является внешняя часть пламени 3, она почти бесцветна. Именно здесь происходит полное сгорание топлива до углекислого газа и воды.
Зажгите горелку. Рассмотрите пламя. Найдите в нем различные зоны. Потушите горелку, накрыв пламя колпачком. Зарисуйте строение пламени, укажите его части. Укажите, какая из частей пламени самая горячая, а какая самая холодная, в какой части пламени производят нагревание веществ.
Задание 3. Нагревание жидкости в пробирке.
Закрепите пробирку с жидкостью в пробиркодержателе. Пробирку нагревайте над пламенем горелки в наклонном положении, горлышком от себя и от соседей, чтобы, если из пробирки что-то выстрелит, то не попало ни на себя, ни на соседей. Осторожно прогревают всю пробирку от донышка до отверстия и обратно, повторяют операцию несколько раз. Затем доводят до кипения верхний слой жидкости и все содержимое пробирки.
ХИМИЧЕСКИЙ СТАКАН
