Одно из веществ получаемое при горении свечи. Сравнение физических свойств и анализ продуктов сгорания свеч из различных материалов. Изготовление свеч. Порядок выполнения работы

Практическая работа №2. Химия 8 класс (к учебнику Габриеляна О.С.)

Наблюдение за горящей свечой

Опыт 1.
Физические явления при горении свечи.

Порядок выполнения работы :

Зажжем свечу.
Наблюдения: около фитиля начинает таять парафин, образуя круглую лужицу. Это физический процесс.
Возьмем тигельными щипцами изогнутую под прямым углом стеклянную трубку.
Один конец трубки внесем в среднюю часть пламени, а другой опустим в пробирку.
Наблюдаемые явления: пробирка наполняется густыми белыми парами парафина, которые постепенно конденсируются на стенках пробирки.
Вывод: горение свечи сопровождается физическими явлениями.

Опыт 2.
Обнаружение продуктов горения в пламени.

Порядок выполнения работы :

Возьмем тигельными щипцами кусочек жести от консервной банки или предметное стекло. Внесем в зону темного конуса горящей свечи и подержим 3-5 сек. Быстро поднимаем жесть (стекло), смотрим на нижнюю часть.
Наблюдаемые явления: на поверхности жести (стекла) появляется копоть.
Вывод: копоть - это продукты неполного сгорания парафина.

Сухую, охлажденную, но не запотевшую пробирку укрепляем в пробиркодержателе, переворачиваем вверх дном и держим над пламенем до запотевания.
Наблюдаемые явления: пробирка запотевает.
Вывод: при горении парафина образуется вода.

В ту же пробирку быстро наливаем 2-3 мл известковой воды
Наблюдаемые явления: известковая вода мутнеет
Вывод: при горении парафина образуется углекислый газ.

Опыт 3.
Влияние воздуха на горение свечи.

Порядок выполнения работы :

Вставляем стеклянную трубку с оттянутым концом в резиновую грушу. Сжимая грушу рукой, нагнетаем в пламя горящей свечи воздух.
Наблюдаемые явления: пламя становится ярче.
Это объясняется повышенным содержанием кислорода.
Прикрепляем две свечи при помощи расплавленного парафина к картону (фанере, оргалиту).
Зажигаем свечи и закрываем одну из них пол-литровой банкой, другу - двухлитровой (или химическими стаканами различной вместимости).
Наблюдаемые явления: свеча, накрытая двухлитровой банкой, горит дольше. Это объясняется тем, что количество кислорода в двухлитровой банке больше, чем в пол-литровой.
Уравнение реакций :

Вывод: длительность и яркость горения свечи зависят от количества кислорода.

Общий вывод по работе : горение свечи сопровождается физическими и химическими явлениями.

Казарян Марьям, Половинко Кристина, Саблина Елизавета

Творческая работа химического кружка " Химия для самых маленьких" Презентация содержит информацию: о технологии изготовления свечей, об разновидностях свечи, практическую работу: исследование пламени свечи.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Творческая работа теме: Свеча. Горение свечи. Выполнили ученицы 7 « А» класса МОУ «ООШ №39» Казарян Марьям, Половинко Кристина, Саблина Лиза

Свеча́ - традиционное приспособление для освещения, представляющее собой чаще всего цилиндр из твердого горючего материала (воск, стеарин, парафин) служащий своего рода резервуаром твёрдого топлива, подводимого в расплавленном виде к пламени фитилем.

Предки свечи - светильники; чаши, наполненные растительным маслом или легкоплавким жиром, с фитилем или просто щепочкой для подъёма горючего в зону горения. Некоторые народы использовали в качестве примитивных светильников фитили, вставленные в необработанный жир (даже тушку) животных, птиц или рыб. Первые восковые свечи появились в Средневековье. Свечи долгое время были очень дороги. Чтобы осветить большое помещение, требовались сотни свечей, они чадили, черня потолки и стены.

Технология изготовления Горючим материалом может служить сало, стеарин, пчелиный воск, парафин. В настоящее время это чаще всего смесь парафина с различными добавками. Фитиль пропитывают растворами селитры, хлористого аммония, борной кислоты для стабилизации горения пламени. По процессу изготовления свечи делят на: литые - парафиновые, стеариновые, гелевые мо́каные - обычно только восковые

Парафин - продукт перегонки нефти - наиболее популярен как материал для свечей и в том или ином виде входит в большинство свечей.

Пчелиный воск - натуральный продукт производства пчёл. Свечи из пчелиного воска дольше горят, чем парафиновые, и предпочтительнее, так как являются натуральными. Ввиду большей стоимости восковых свечей, нередко свечи изготавливают не целиком из пчелиного воска, а добавляют его к другим материалам для продления времени горения свечи и имитации натурального аромата

Стеарин - добавляется в парафин, чтобы тот сильнее сжимался при остывании и отлитые из него свечи было легче извлечь из формы. Также стеарин препятствует оплыванию свечей.

Гель. В конце ХХ века стали популярными свечи из прозрачного горючего, т. н. твёрдого «геля» . Гель позволяет создавать широкий ассортимент прозрачных декоративных свечей разнообразной формы.

Применение Свечи применяются как источник освещения начиная с III тысячелетия до н. э. До появления и распространения электричества наряду с лампадами это был основной источник освещения. Свечи используются в этом качестве и на начало XXI века при осутствии электричества. Поскольку электрические источники освещения вытесняют все прочие, то на первый план выходят другие способы применения свечей. Свечи широко используются в декоративных целях, как украшения. Также часто их используют для создания романтической атмосферы. Ароматизированные свечи и свечи из пчелиного воска (источающие природный аромат) используются и для наполения помещения запахом.

Праздники Свечи часто применяются на праздновании дня святого Валентина, свадьбах и других праздниках. На венчании в православии используются так называемые венчальные свечи. Они белого цвета и вытянутые. Во время церемонии венчания их держат в руках и жених, и невеста. В случае если оба новобрачных венчаются не в первый раз, венчальные свечи не подаются. Существуют суеверия: у кого свеча будет дольше гореть, тот будет дольше жить; погасшая венчальная свеча предвещает всевозможные несчастья.

Измерение времени До появления более совершенных приборов для измерения времени (таких как механические и электронные часы) свечи нередко использовались в этом качестве, заменяя солнечные и песочные часы. Цилиндрическая свеча горит равномерно, что позволяет отмерять время с помощью часовых засечек на свече. Также с XVIII века известно усовершенствование свечных часов (т. н. огненные часы): к свече с обеих сторон приделывали грузики, а саму свечу ставили над каким-либо металлическим предметом. Когда свеча догорала до места крепления грузов, те падали и издавали громкий звук, аналогичный бою часов. Такие свечи использовались шахтёрами вплоть до XX века. Свечи использовались для измерения времени ещё в Китае, династией Сун (960-1279)

Опишите цвет каждой зоны пламени. Чем могут отличаться три зоны пламени? температура внутренней части пламени наименьшая, внешней - наибольшая. Учащиеся записывают данный вывод. 1. Исследование строения пламени

Горение свечи Горение свечи было предметом исследования многих естествоиспытателей. Их привлекало изучение структуры пламени (см. рис. справа). 4. Окислительное пламя Холодная часть пламени Восстановительное пламя Наиболее светящаяся часть Окислительное пламя

Схема происходящей химической реакции горения парафина: Что вы можете сказать о составе пламени? Одинаков ли состав каждой зоны? 2. Исследование состава пламени

Предположите, какое это вещество? (Газообразный парафин.) Физическое или химическое явление наблюдается в данном случае? Можно сделать вывод: внутренняя часть пламени представляет собой газообразный парафин Исследование внутренней части пламени

Для исследования средней части пламени на несколько секунд внести фарфоровую чашку во внешнюю часть пламени (белое дно чашки остается неизменным), и на секунду - в среднюю часть пламени. Дно чашки покрывается копотью. Вывод: средняя часть пламени содержит углерод, образовавшийся в результате химической реакции. Вопрос: почему средняя часть пламени ярко светится? (Потому что частицы углерода сильно раскалены.) Исследование средней части пламени

анализируя схему реакции горения парафина; можно предположить, что во внешней, третьей зоне пламени образуются углекислый газ и вода. Предложите способ доказательства этой гипотезы с помощью одного из представленных приборов (сосуды не имеют дна) Исследование внешней части пламени

Каждый прибор может быть использован. На железную решетку с ножками устанавливаем зажженную свечу и накрываем ее воронкой. Через некоторое время воронка запотевает в результате образования воды Горящая лучина, поднесенная к верхнему отверстию воронки, гаснет, так как через него выходит другой продукт реакции - углекислый газ.

Необходим ли кислород для горения свечи? Вопрос

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.

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.

4) При горении ароматической свечи по комнате распространяется запах цитрусовых фруктов благодаря очень интересному и важному физическому явлению - диффузии (взаимного проникновения молекул одного вещества между молекул другого вещества).

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)

Опыт №2 . « Изучение строения пламени»

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.

Таблица 1

Ответ учащихся: Строение пламени? Пламя имеет несколько вытянутый вид, вверху оно ярче, чем внизу около фитиля.

Цвет пламени?

Время воспламенения? (заполняем таблицу на доске).

Учитель: (Обобщение ответов учащихся на слайдах). При внесении спички в нижнюю зону пламени воспламенение происходит за 1.04 секунд; при внесении спички в среднюю зону пламени воспламенение происходит за 0,9 секунд; при внесении спички во внешнюю часть пламени воспламенение происходит за 0,1 секунд. Следовательно, нижняя зона имеет более низкую температуру, а средняя и внешняя зоны имеют более высокие температуры. Используя справочную литературу отмечаем: нижняя зона имеет температуру 7000 С, средняя зона имеет 11000 С, внешняя имеет 14000 С. Можно сделать для себя вывод, что для быстрого нагревания чего – либо необходимо использовать верхнюю часть пламени и не только свечи.

(вывод на слайдах)

Чтобы убедиться, что различные зоны пламени имеют разную температуру, можно провести и другой опыт. Поместить лучинку (или очищенную спичку) в пламя так, чтобы она пересекала все три зоны. Мы увидим, что лучинка сильнее обуглилась там, где она попала в среднюю и верхнюю зоны. Значит, пламя там более горячее. (совместно с учителем)

Опыт №3 «Обнаружение продуктов горения в пламени» (совместно с учителем) (Инструктаж ТБ)

Порядок выполнения работы

Определим состав каждой зоны пламени свечи.

Учитель: В ходе проведения двух первых экспериментов вы наблюдали за процессом горения и отметили для себя, что в нижней зоне пламени свечи находится газообразный парафин. Запишите это в своей таблице и переходите к выполнению №3 опыта.

(вывод на слайдах)

1) В среднюю зону пламени свечи внесем пластину из жести, закрепленную в держателе, и подержим 5-7 с. Быстро поднимем пластинку. Нижняя плоскость пластинки закоптилась.

Вывод: Нижняя плоскость пластинки из жести закоптилась, так как парафин сгорает не полностью, в результате образовалась сажа – это чистый углерод. (вывод на слайдах)

2) Сухую, охлажденную, но не запотевшую пробирку закрепим в держателе, перевернем вверх дном и подержим над пламенем до запотевания.

На стенках пробирки появляются меленькие капельки воды. Затем, в эту же пробирку быстро перельем известковую воду.

Вывод: В пробирке конденсируется вода. После того, как в пробирку перельем известковую воду, замечаем, что известковая вода мутнеет. Следовательно, продуктами горения парафина свечи являются углекислый газ и вода. Составим схему горения парафиновой свечи :

Парафин + кислород = вода + углекислый газ. (на слайде)

По итогам проведенного опыта составим таблицу. (работа у доски)

Таблица 2

Учитель: Давайте, еще раз определим, чем же поддерживается процесс горения свечи. Для этого выполним следующий опыт № 4.

Опыт № 4 « Влияние воздуха на горение свечи»

Оборудование: свеча, стакан, стеклянная банка емкостью 0,5 литра, стеклянная банка емкостью 3 литра.

Порядок выполнения работы.

1. Зажгите свечу и накройте ее стаканом, измерьте время её горения.

2. Зажгите свечу и накройте ее стеклянной банкой емкостью 0,5 литра и измерьте время горения.

3. Зажгите свечу и накройте ее стеклянной банкой емкостью 3 литра и измерьте время горения.

4. Данные представьте в виде таблицы и сделайте вывод.

Таблица 3

Вывод. Горение свечи зависит от кислорода, который содержится в воздухе и чем больше объем воздуха, тем дольше горит свеча. (вывод на слайдах)

• 1. Копчение будет наблюдаться при недостаточном содержании кислорода в атмосфере горения. Как сделать, не знаю, м. б. добавить водяных паров.
  2. В большой банке кислород выгорел не полностью, а остался какой–то процент его, поэтому левая свеча горела дольше, чем в идеале.
• Михаил,
  1. По первому вопросу нужно точное решение. Общее направление мысли правильное – горение при недостатке кислорода, но у меня так не получилось. Пробовал просто прикрывать банку крышкой, пламя просто постепенно гаснет, и все. Никакого копчения нет .
  2. Не думаю, что в большой банке останется кислород. Пламя вызывает сильное перемешивание во всем объеме. Горячий углекислый газ поднимается вверх – остывает от банки – опускается вниз. Плюс у него плотность в 1.5 раза больше, чем у воздуха, поэтому тоже будет опускаться вниз.
• По видемому часть углекислого газа ушла вниз из 3 литровки. Скорее всего опыт удастся, если банку гермитизировать отрезком пластиковой крышки и перевернуть перед тем, как закрыть картонкой.
  P. S.
  CO2 = 46
  Воздух = 29
  Итого разница в 1,5 раза
  Зажечь свечу можно например химической реакцией марганцовки с серной кислотой
  KMnO4 + H2SO4 (конц.)
  получившийся оксид при взаймодействии с парафином воспламенит его
• По процедуре: думаю, ответы надо было скрывать, чтобы "вторые" не видели ответы "первых", чтобы не было споров – соревнование ведь

  По существу: в башке больше ничо нет, шерстить инет щас нет возможности...

• Михаил, открытость комментариев – это нормально. Все равно засчитывается первый верный ответ.
  Инет щерстить не надо, тут больше логики и базовых знаний физики и химии. Ну и, естественно, представлять в голове все нюансы эксперимента.
• По второму вопросу: – "Почему левая свеча горит так долго? " почему то до сих пор нет комментария про интенсивность горения, если посмотреть по видео заметно, что при горении с большим количеством углекислого
  газа пламя меньше.
  По первому вопросу, есть предположение, возможно свеча будет коптить, когда фитиль длинный, т. е. фитиль горит и сжигает вокруг кислород.
• Сергей, согласен. Количественную оценку тут очень трудно сделать. Кто сказал, что пламя у обеих свеч горит одинаково интенсивно? На глазок, вроде бы одинаково, но, может быть, одна потребляет больше кислорода, чем вторая. И второе – сами процессы затухания пламени. В итоге, получается, что мы можем дать только качественную ("да, левая свеча горит меньше"), но никак не количественную оценку.

• Андрей

  4 августа 2010, 06:01

  По поводу горения. Свеча "съедает" не весь кислород, а очень мало. У меня была необходимость организовать безкислородную атмосферу, и я как раз думал сделать её свечой, но на форумах "пещерников" прочитал, что если в закрытой пещере погасла свеча – значит, кислорода лишь на пару процентов меньше. Ну и углекислого газа там процента два–три, что ли? Не помню.
  Ну, а кроме того, есть ещё такая вещь, как конвекция. Углекислый газ тяжелее воздуха и собирается снизу, а воздух сверху, таким образом, получается несколько богаче кислородом. Вот это и позволило свече прогореть подольше
  А как сделать, чтобы она коптила – навскидку и не скажу, поиграться надо.
• Андрей , не понял как связана мысль про конвекцию и про то, что "Углекислый газ тяжелее воздуха и собирается снизу, а воздух сверху, таким образом, получается несколько богаче кислородом" . Если идет сильная конвекция от пламени, как я писал выше – тогда все внутри банки быстро перемешивается, и нет роли, где что собирается.

  Anatoly , также можно внести любой предмет в среднюю зону пламени, где происходит неполное сгорание. Тогда копоть осаждается на предмете. Именно так коптят стекла. А еще это можно пронаблюдать вот здесь:

  Тут отлично видно, как закоптился стержень и полиэтиленовый пакет.

  До сих пор жду последний правильный ответ, откуда в закрывающей банке мог взяться лишний кислород . Подсказка: думать в сторону теплового расширения газов.

• (попал т. к. в банке стало понижаться давление)
• По поводу первого вопроса–ответ думаю уже есть. Нужно сделать какие–нить манипуляции, чтобы происходило неполное окисление: это может быть к примеру поднесенный какой–нить предмет–пары горящего парафина будут резко охлаждаться, не успевая полностью сгореть(это пока предмет холодный). Если не ошибаюсь, то вроде может получиться с добавлением некоторых химических веществ на фитиль свечи.
  По поводу второго пункта:
  Вообще, горение свечи в таком случае можно рассматривать как инерционное звено n–го порядка. В самом простом случае, если скорость сгорания кислорода прямопропорциональна(хотя она может быть пропорциональна квадрату, кубу... концетрации). В таком случае, чем меньше кислорода в банке, тем медленнее он и сгорает. В общем случае VCO2(t)=K1*e^(–k2/t). Это нелинейное уравнение содержания углекислого газа объясняет, почему при "чистом" воздухе в 0,5 литра свеча будет гореть в два раза дольше, чем при 2,5 литрах–просто сначала горение будет очень интесивное и за первые 10 секунд используется почти 2 литра воздуха и останется как во втором случае только 0,5 литра, которые и будут догорать еще 30 секунд.

• esfir

  2 января 2014, 06:37

  Цитата:"Восковые свечи должны иметь рыхло сплетенный фитиль из толстых волокон, для всех остальных свечей фитили делают из туго сплетенных нитей. Это связано с вязкостью свечной массы в расплавленном состоянии: для вязкого воска нужны широкие капилляры, а легкоподвижные парафин, стеарин и жиры требуют более тонких капилляров, иначе из-за избытка горючего материала свеча станет сильно коптить."
  Вариант: подложить в расплавленный около фитиля парафин кусок рыхлой веревки.
• Я замечал, что коптить начинает тогда, когда фитиль смочен немного, т.е. температура нагрева самого фитиля ниже средней при горении сухих фителей. Само же пламя, естественно, при этом имеет нормальную температуру, т.к. горит кислород, а фитиль только лишь поддерживает горение. Надо плюнуть на палец, провести по фитилю и поджечь -- будет коптить
• Все это очень интересно. Но, "великие умы"сможете ли вы ответить на другой вопрос? Пока свеча горит, она не пахнет. И это нормально, ведь чистая вода и углекислый газ не имеют запаха. Но! Стоит погасить свечу, как вы получите сильный неприятный запах! При неполном сгорании образуется та же вода, чистый углерод С и CO вместо CO2, но С и CO тоже не имеет запаха. Тогда что так сильно воняет, когда мы тушим свечку?

• 5 января 2017, 06:15

  Павел, как я понимаю, это пахнут продукты неполного сгорания парафина. То есть в момент гашения свечки должен быть довольно большой диапазон всяких молекулярных соединений.

Рассмотрение физических явлений, происходящих при горении свечи, представляет собой самый широкий путь, которым можно подойти к изучению естествознания...

Я собираюсь изложить вам... ряд сведений по химии, которые можно извлечь из горящей свечи.

М. Фарадей

Опыт 1

Физические явления при горении свечи

Зажгите свечу. Вы увидите, как начинает таять парафин около фитиля, образуя круглую лужицу. Какой процесс (физический или химический) здесь имеет место?

Возьмите тигельными щипцами изогнутую под прямым углом стеклянную трубку, один конец ее внесите в среднюю часть пламени, а другой опустите в пробирку. Что вы наблюдаете?

1. Парафин тает. Это плавление - физический процесс.

2. Стенки пробирки запотевают - это конденсация - физический процесс.

Опыт 2

Обнаружение продуктов горения в пламени

Возьмите тигельными щипцами кусочек жести (2x2 см) от консервной банки или предметное стекло, внесите в зону темного конуса горящей свечи и подержите 3-5 с. Быстро поднимите жесть (стекло), посмотрите на нижнюю плоскость. Объясните, что там появилось.

Сухую пробирку закрепите в держателе, переверните вверх дном и подержите над пламенем до запотевания. Объясните наблюдаемое явление.

В ту же пробирку быстро прилейте 2-3 мл известковой воды. Что наблюдаете? Дайте объяснение.

1. Появилось темное (черное) пятно - это сажа (углерод) образовавшийся при горении парафина.

2. На стенках пробирки конденсируется влага. Это конденсируется вода, один из продуктов горения парафина.

3. При приливании пробирку известковой воды она мутнеет:

Это говорит о том, что вторым продуктом горения парафина является углекислый газ.

Влияние воздуха на горение свечи

Вставьте стеклянную трубку с оттянутым концом в резиновую грушу, Сжимая ее рукой, продуйте в пламя горящей свечи воздух. Как изменилась яркость пламени?