Eksperimenti: Plamen u boji. Velika enciklopedija nafte i gasa

U laboratorijskim uslovima može se postići bezbojna vatra, što se može odrediti samo fluktuacijom vazduha u zoni sagorevanja. Vatra u domaćinstvu je uvijek "obojena". Boja vatre je određena uglavnom temperaturom plamena i čime hemijske supstance gorjeti u njemu. Toplota plamen dozvoljava atomima da na neko vrijeme skoče u stanje više energije. Kada se atomi vrate u prvobitno stanje, emituju svjetlost određene valne dužine. Odgovara strukturi elektronskih ljuski datog elementa.

Famous plava svjetlo koje se može vidjeti pri sagorijevanju prirodnog plina je zbog ugljen monoksid, koji daje ovu nijansu. Ugljični monoksid, koji se sastoji od jednog atoma kisika i jednog atoma ugljika, nusproizvod je sagorijevanja prirodnog plina.

Pokušajte malo poprskati gorionik plinske peći. kuhinjska so- u plamenu će se pojaviti žuti jezici. Takve žuto-narandžasti plamen dajte natrijumove soli (a kuhinjska so, podsetimo, je natrijum hlorid). Drvo je bogato takvim solima, pa obična šumska vatra ili kućne šibice gori žutim plamenom.

Bakar vezan za plamen zeleno sjena. Uz visok sadržaj bakra u zapaljivoj tvari, plamen ima svijetlo zelenu boju, gotovo identičnu bijeloj.

Zelena boja a barijum, molibden, fosfor, antimon takođe daju svoje nijanse vatri. IN plava selen boji plamen i u plavo zeleno- bor. Litijum, stroncijum i kalcijum će dati crveni plamen, kalijum će dati ljubičasti, a natrijum će sagoreti žuto-narandžastu nijansu.

Temperatura plamena tokom sagorevanja određenih materija:

Znaš li...

Zbog svojstva atoma i molekula da emituju svjetlost određene boje razvio metodu za određivanje sastava supstanci, koja se tzv spektralna analiza . Naučnici proučavaju spektar koji supstanca emituje, na primer, tokom sagorevanja, upoređuju ga sa spektrima poznatih elemenata i tako određuju njen sastav.

Temperatura vatre čini da poznate stvari vidite u novom svjetlu - šibica je bljesnula bijelo, plavi sjaj plamenika šporet na plin u kuhinji, narandžasto-crveni jezici iznad plamtećeg drveta. Osoba ne obraća pažnju na vatru dok ne opeče vrhove prstiju. Ili ne zapaliti krompir u tiganju. Ili neće izgorjeti kroz đonove patika koje se suše na vatri.

Kada prođu prvi bol, strah i razočaranje, vrijeme je za filozofsko razmišljanje. O prirodi, bojama, temperaturi vatre.

Gori kao šibica

Ukratko o strukturi utakmice. Sastoji se od štapa i glave. Štapići su izrađeni od drveta, kartona i pamučnog gajtana impregniranog parafinom. Drvo se bira mekih pasmina - topola, bor, aspen. Sirovine za štapiće nazivaju se šibice. Da bi se izbjeglo tinjanje slamki, štapići su impregnirani fosfornom kiselinom. Ruske fabrike pravljenje jasikove slame.

Glava šibice je jednostavnog oblika, ali složenog hemijskog sastava. Tamnosmeđa glava šibice sadrži sedam komponenti: oksidanse - bertoletovu so i kalijum dikromat; staklena prašina, crveno olovo, sumpor, cink bijela.

Glava šibice se zapali tokom trenja, zagrijavajući se do hiljadu i pol stupnjeva. Prag paljenja, u stepenima Celzijusa:

• topola - 468;
• aspen - 612;
• bor - 624.

Temperatura vatre šibice je jednaka temperaturi. Dakle, bijeli bljesak sumporne glave zamijenjen je žuto-narandžastim jezikom šibice.

Ako pažljivo pogledate zapaljenu šibicu, tada vam se u očima pojavljuju tri zone plamena. Donja je hladno plava. Prosjek je jedan i po puta topliji. Vrh je vruća zona.

vatreni umetnik

Na riječ „lomača“ ništa manje živo bljeskaju nostalgične uspomene: dim vatre, stvarajući atmosferu povjerenja; crvena i žuta svjetla koja lete prema ultramarinskom nebu; preljevi trske od plave do rubin-crvene; grimizni rashladni ugalj u kojem se peku "pionirski" krompir.

Promjenjiva boja zapaljenog drveta ukazuje na fluktuacije u temperaturi vatre u vatri. Tinjanje (tamnjenje) drveta počinje na 150°. Paljenje (dim) se javlja u rasponu od 250-300°. Uz istu opskrbu kisikom stijenama na različitim temperaturama. Shodno tome, stepen požara će takođe biti različit. Breza gori na 800 stepeni, joha na 522 stepena, a jasen i bukva na 1040 stepeni.

Ali boja vatre je određena i hemijskim sastavom zapaljene supstance. Žuta i narandžasta doprinose soli natrijuma. Hemijski sastav celuloze sadrži i natrijeve i kalijeve soli, koje daju zapaljenom drvetu crvenu nijansu. Romantični u vatri na drva nastaju zbog nedostatka kisika, kada umjesto CO 2 nastaje CO - ugljični monoksid.

Ljubitelji naučnih eksperimenata mjere temperaturu vatre u vatri pomoću uređaja koji se zove pirometar. Proizvode se tri tipa pirometara: optički, radijacijski i spektralni. Ovo su beskontaktni uređaji koji vam omogućavaju procjenu snage toplinskog zračenja.

Istraživanje vatre u vlastitoj kuhinji

kuhinja plinske peći rade na dvije vrste goriva:

1. Prtljažnik prirodni gas metan.
2. Propan-butan tečna smjesa iz cilindara i plinskih držača.

Hemijski sastav goriva određuje temperaturu vatre na plinskoj peći. Metan, sagorevajući, stvara vatru snage 900 stepeni na vrhu.

Sagorijevanje tečne smjese daje toplinu do 1950 °.

Pažljivi promatrač primijetit će neujednačenu boju jezika plamenika plinske peći. Unutar vatrene baklje je podjela na tri zone:

• Tamno područje koje se nalazi u blizini plamenika: nema sagorijevanja zbog nedostatka kisika, a temperatura zone je 350°.
• Svijetlo područje koje leži u sredini baklje: plin koji gori se zagrijava na 700 °, ali gorivo ne izgara u potpunosti zbog nedostatka oksidatora.
• Proziran gornji dio: dostiže temperaturu od 900° i sagorijevanje plina je potpuno.

Brojevi temperaturne zone za metan su date vatrene baklje.

Pravila zaštite od požara

Prilikom paljenja šibica, peći, vodite računa o ventilaciji prostorije. Osigurajte dotok kiseonika u gorivo.

Ne pokušavajte sami da popravite plinska oprema. Gas ne podnosi amatere.

Domaćice primjećuju da gorionici svijetle plava boja, ali ponekad vatra postane narandžasta. Ovo nije globalna promjena temperature. Promjena boje povezana je s promjenom sastava goriva. Čisti metan gori bez boje i mirisa. Iz sigurnosnih razloga u gas za domaćinstvo dodaje se sumpor, koji, kada sagori, postaje plavi gas i daje karakterističan miris produktima sagorevanja.

Pojava narandžastih i žutih nijansi u vatri plamenika ukazuje na potrebu za preventivnim manipulacijama peći. Majstori će očistiti opremu, ukloniti prašinu i čađ, čije gorenje mijenja uobičajenu boju vatre.

Ponekad vatra u gorioniku pocrveni. Ovo je signal opasnog sadržaja ugljičnog monoksida u dovodu kisika u gorivo je toliko mali da se peć čak i gasi. Ugljen monoksid je bez ukusa i mirisa, a osoba je u blizini izvora emisije štetna supstanca prekasno će primijetiti da je otrovan. Stoga crvena boja plina zahtijeva hitan poziv majstora za prevenciju i podešavanje opreme.

Tokom mnogo vekova, vatra je igrala veoma važnu ulogu U ljudskom životu. Bez toga je gotovo nemoguće zamisliti naše postojanje. Koristi se u svim oblastima industrije, kao i za kuvanje, zagrevanje doma i razvoj tehnološkog napretka.

Vatra se prvi put pojavila u ranom paleolitu. U početku se koristio u borbi protiv raznih insekata i napada divljih životinja, a davao je i svjetlost i toplinu. I tek tada se plamen vatre koristio u kuvanju, pravljenju posuđa i alata. Tako je vatra ušla u naše živote i postala " nezamjenjiv asistent» osoba.

Mnogi od nas su primijetili da plamen može biti različit u svojoj shemi boja, ali malo ljudi zna zašto element vatre ima šarenu boju. U pravilu, shema boja vatre ovisi o tome koja kemijska supstanca gori u njoj. Djelovanjem visoke temperature oslobađaju se svi hemijski atomi, dajući tako boju vatri. Takođe je sprovedeno veliki broj eksperimente, koji će biti opisani u ovom članku malo kasnije, kako bi se razumjelo kako ove tvari utječu na boju tiganja.

Od davnina, naučnici su ulagali napore da shvate koje hemikalije gore u plamenu, u zavisnosti od boje koja je vatra poprimila.

Svi mi kod kuće kada kuvamo možemo da posmatramo svetlo plave nijanse. To je unaprijed određeno lako zapaljivim ugljikom i ugljičnim monoksidom, koji svjetlosti daje ovu plavu nijansu. Natrijeve soli, koje su obdarene drvetom, daju vatri žuto-narandžastu nijansu, koja gori običnu vatru ili šibice. Ako gorionik peći pospite običnom solju, možete dobiti istu shemu boja. Bakar daje zelenu boju vatri. Pri vrlo visokoj koncentraciji bakra, svjetlost ima vrlo svijetla nijansa zelena, koja je gotovo identična bezbojnoj bijeloj. To se može primijetiti ako gorionik pospite bakrenim strugotinama.

Eksperimenti su također izvedeni s običnim plinskim plamenikom i raznim mineralima kako bi se utvrdile njihove sastavne kemikalije. Da biste to učinili, mineral se pažljivo uzima pincetom i stavlja na vatru. A po nijansi koju je vatra poprimila, možemo zaključiti o različitim hemijski aditivi Oni koji su prisutni u elementu. Minerali kao što su bakar, barijum, fosfor, molibden daju zelenu nijansu, dok bor i antimon daju plavo-zelenu boju. Takođe u plava boja plamen vezuje selen. Crveni plamen se dobija dodavanjem litijuma, stroncijuma i kalcijuma, ljubičasti se dobija sagorevanjem kalijuma, a žuto-narandžasta boja daje natrijum.

Za proučavanje različitih minerala i određivanje njihovog sastava koristi se Bunsenov plamenik, koji je u 19. stoljeću izumio Bunsen, koji daje bezbojnu boju plamena koja ne ometa eksperiment.

Bunsen je bio taj koji je postao osnivač metodologije za određivanje hemijski sastav supstance prema paleta boja plamen. Naravno, prije njega je bilo pokušaja izvođenja takvih eksperimenata, ali takvi eksperimenti su bili neuspješni, jer nije bilo plamenika. Uveo je razne plamenike u vatrenu stihiju hemijske komponente na žici od platine, jer platina ni na koji način ne utiče na boju vatre i ne daje joj nijansu.

Na prvi pogled može izgledati da nema potrebe za bilo kakvim kompleksom hemijska istraživanja, donio komponentu na vatru - i odmah možete vidjeti njen sastav. Međutim, nije sve tako jednostavno. U prirodi, supstance čista forma su veoma retke. U pravilu, oni uključuju značajan skup različitih nečistoća koje mogu promijeniti boju.

Stoga, koristeći karakteristična svojstva molekula i atoma da emituju svjetlost određene boje- stvorena je metoda za određivanje hemijskog sastava supstanci. Ova metoda određivanja naziva se spektralna analiza. Naučnici proučavaju spektar koji emituje supstancu. Na primjer, tokom sagorijevanja se upoređuje sa spektrima poznatih komponenti i tako se utvrđuje njegov hemijski sastav.

Plamen se dešava različite boje. Pogledaj u kamin. Žuti, narandžasti, crveni, bijeli i plavi plamenovi plešu na balvanima. Njegova boja zavisi od temperature sagorevanja i od zapaljivog materijala. Da biste to vizualizirali, zamislite spiralu električne pločice. Ako je pločica isključena, zavojnice spirale su hladne i crne. Recimo da ste odlučili zagrijati supu i upaliti šporet. U početku, spirala postaje tamnocrvena. Što se temperatura više povećava, to je crvena boja spirale svjetlija. Kada se šporet zagreje na maksimalna temperatura, spirala postaje narandžasto-crvena.

Naravno, spirala ne gori. Ne vidite plamen. Ona je stvarno zgodna. Ako ga dodatno zagrijavate, promijenit će se i boja. Najprije će boja spirale postati žuta, zatim bijela, a kada se još više zagrije, iz nje će izbijati plavi sjaj.

Nešto slično se dešava i sa vatrom. Uzmimo svijeću kao primjer. Razne parcele plamen svijeća ima različita temperatura. Vatri je potreban kiseonik. Ako pokriješ svijeću staklena tegla, vatra će se ugasiti. Centralno područje plamena svijeće uz fitilj troši malo kisika i izgleda tamno. Gornji i bočni dio plamena dobivaju više kisika, pa su ova područja svjetlija. Kako plamen napreduje kroz fitilj, vosak se topi i pucketa, razbijajući se na sitne čestice ugljika. ( Ugalj također se sastoji od ugljika.) Ove čestice se plamenom nose prema gore i izgaraju. Veoma su vruće i sjaje poput spirale vaše pločice. Ali čestice ugljenika su mnogo toplije od spirale najtoplije pločice (temperatura sagorevanja ugljenika je oko 1400 stepeni Celzijusa). Stoga njihov sjaj ima žuta. U blizini zapaljenog fitilja, plamen je još žešći i svijetli plavo.

Plamen kamina ili vatre je uglavnom šarolik. Drvo gori na nižoj temperaturi od fitilja za svijeću, tako da je glavna boja vatre narandžasta umjesto žute. Neke čestice ugljika u plamenu vatre imaju prilično visoku temperaturu. Nema ih puno, ali dodaju žućkastu nijansu plamenu. Ohlađene čestice vrućeg ugljika su čađ koja se taloži dimnjaci. Temperatura gorenja drva je niža od temperature gorenja svijeće. Kalcijum, natrijum i bakar, zagrejani na visoku temperaturu, svetle u različitim bojama. Dodaju se u barut raketa kako bi obojili svjetla svečanog vatrometa.

Boja plamena i hemijski sastav

Boja plamena može se promijeniti u zavisnosti od hemijskih nečistoća sadržanih u trupcima ili drugim zapaljivim materijama. Plamen može sadržavati, na primjer, primjesu natrijuma.

Još u davna vremena, naučnici i alhemičari su pokušavali da shvate kakve supstance gore u vatri, u zavisnosti od boje vatre.

• natrijum je komponenta kuhinjska so. Kada se natrijum zagreje, postaje jarko žut.
• Kalcijum može ući u vatru. Svi znamo da u mleku ima mnogo kalcijuma. Ovo je metal. Vrući kalcij postaje jarko crven.
• Ako fosfor izgori u vatri, plamen će postati zelenkast. Svi ovi elementi ili su sadržani u drvetu, ili ulaze u vatru sa drugim supstancama.
• Gotovo sve kuće imaju plinske peći ili bojlere, u kojima je plamen obojen plavom bojom. To je zbog zapaljivog ugljika, ugljičnog monoksida, koji daje ovu nijansu.

Miješanje boja plamena, poput miješanja duginih boja, može dati Bijela boja, dakle, bijele površine su vidljive u plamenu vatre ili kamina.

Temperatura plamena tokom sagorevanja određenih materija:

Kako postići ujednačenu boju plamena?

Za proučavanje minerala i određivanje njihovog sastava, Bunsenov gorionik, koji daje ujednačenu, bezbojnu boju plamena koja ne ometa tok eksperimenta, koji je izmislio Bunsen sredinom 19. veka.

Bunsen je bio vatreni obožavatelj vatrenog elementa, često se petljajući s plamenom. Njegova strast je bilo duvanje stakla. Izduvavajući razne lukave dizajne i mehanizme iz stakla, Bunsen nije mogao primijetiti bol. Dešavalo se da su mu otvrdnuti prsti počeli da se dime iz vrelog još mekog stakla, ali on na to nije obraćao pažnju. Ako je bol već prešao prag osjetljivosti, onda je pobjegao svojom metodom - snažno je pritiskao ušnu resicu prstima, prekidajući jedan bol drugom.

On je bio osnivač metode za određivanje sastava tvari prema boji plamena. Naravno, i prije njega, naučnici su pokušavali da izvode takve eksperimente, ali nisu imali Bunsenov plamenik sa bezbojnim plamenom koji nije ometao eksperiment. Uveo je u plamen plamenika razni elementi na platinastoj žici, pošto platina ne utiče na boju plamena i ne boji ga.

Čini se da je metoda dobra, nije potrebna složena hemijska analiza, doveo sam element do plamena - i njegov sastav je odmah vidljiv. Ali nije ga bilo. Vrlo rijetko se tvari nalaze u prirodi u svom čistom obliku, obično sadrže veliki skup raznih nečistoća koje mijenjaju boju.

Bunsen je pokušao razne metode izbor boja i njihovih nijansi. Na primjer, pokušao je gledati kroz naočale u boji. Na primjer, plavo staklo gasi žutu boju koju daju najčešće natrijeve soli, a može se razlikovati grimizna ili ljubičasta nijansa prirodnog elementa. Ali čak i uz pomoć ovih trikova, bilo je moguće odrediti sastav složenog minerala samo jednom od stotinu.

Ovo je zanimljivo! Zbog svojstva atoma i molekula da emituju svjetlost određene boje razvijena je metoda za određivanje sastava supstanci koja se naziva spektralna analiza. Naučnici proučavaju spektar koji supstanca emituje, na primer, tokom sagorevanja, upoređuju ga sa spektrima poznatih elemenata i tako određuju njen sastav.

Opis:

Nakvaseći bakrenu ploču u hlorovodoničnu kiselinu i dovodeći je do plamena plamenika, uočavamo zanimljiv efekat - obojenost plamena. Vatra blista prekrasnim plavo-zelenim nijansama. Spektakl je prilično impresivan i očaravajući.

Bakar vezan za plamen zelena nijansa. Sa visokim sadržajem bakra u zapaljivoj materiji, plamen bi imao jarko zelenu boju. Bakarni oksidi daju smaragdno zelenu boju. Na primjer, kao što se može vidjeti iz videa, kada se bakar navlaži hlorovodoničnom kiselinom, plamen postaje plav sa zelenkastom nijansom. A kalcinirana jedinjenja koja sadrže bakar, navlažena kiselinom, boje plamen u azurno plavoj boji.

Za referenciju: Barijum, molibden, fosfor, antimon takođe daju zelenu boju i njene nijanse vatri.

Objašnjenje:

Zašto je plamen vidljiv? Ili šta određuje njegovu svjetlinu?

Neki plamenovi su gotovo nevidljivi, dok drugi, naprotiv, sijaju vrlo jako. Na primjer, vodonik gori gotovo potpuno bezbojnim plamenom; plamen čistog alkohola također blista vrlo slabo, a svijeća i petrolejka gore jarkim blistavim plamenom.

Činjenica je da veća ili manja svjetlina bilo kojeg plamena ovisi o prisutnosti užarenih čvrstih čestica u njemu.

Gorivo sadrži više ili manje ugljenika. Čestice ugljenika, pre nego što izgore, svetle, - zato je plamen plinski gorionik, kerozinska lampa i svijeće sijaju - jer osvjetljavaju ga čestice užarenog ugljika.

Tako je moguće učiniti svijetlim nesvijetli ili slabo svijetleći plamen obogaćivanjem ugljikom ili zagrijavanjem negorivih tvari s njim.

Kako doći do šarenog plamena?

Da bi se dobio obojeni plamen, gorućoj tvari se ne dodaje ugljik, već soli metala koje boje plamen u jednu ili drugu boju.

Standardna metoda za bojenje slabo svijetlećeg plinskog plamena je uvođenje metalnih spojeva u obliku isparljivih soli - obično nitrata (soli dušične kiseline) ili klorida (soli hlorovodonične kiseline):

žuta- natrijumove soli,

crvena - soli stroncijuma, kalcijuma,

zeleno - cezijeve soli (ili bora, u obliku bor etil ili bor metil etera),

plavo - bakrene soli (u obliku hlorida).

IN plava boji plamen selenom, a plavo-zelena borom.

Ova sposobnost sagorevanja metala i njihovih hlapljivih soli da daju određenu boju bezbojnom plamenu koristi se za dobijanje obojene vatre (na primjer, u pirotehnici).

Šta određuje boju plamena (naučni jezik)

Boja vatre je određena temperaturom plamena i hemikalijama koje sagoreva. Visoka temperatura plamena omogućava atomima da skoče u više energetsko stanje na neko vrijeme. Kada se atomi vrate u prvobitno stanje, emituju svjetlost određene valne dužine. Odgovara strukturi elektronskih ljuski datog elementa.