Що відбувається зі свічковим воском, коли свічка горить
Коли ви запалюєте свічку , після горіння ви отримуєте менше воску, ніж спочатку. Це пов’язано з тим, що віск окислюється, або згорає, у полум’ї, утворюючи воду та вуглекислий газ, які розсіюються в повітрі навколо свічки в реакції, що також дає світло та тепло.
Спалювання воску в свічках
Свічковий віск, також званий парафіном, складається з ланцюжків з’єднаних атомів вуглецю, оточених атомами водню. Ці молекули вуглеводнів можуть повністю згоріти. Коли ви запалюєте свічку, віск біля ґнота плавиться в рідину.
Тепло полум’я випаровує молекули воску, і вони реагують з киснем у повітрі. Коли віск витрачається, капілярна дія втягує більше рідкого воску вздовж ґнота. Поки віск не розтане від полум’я, полум’я його повністю згорить і не залишить залишків попелу чи воску.
І світло, і тепло випромінюються в усіх напрямках від полум’я свічки. Приблизно чверть енергії, отриманої від згоряння , виділяється у вигляді тепла. Тепло підтримує реакцію, випаровуючи віск, щоб він міг горіти, розплавляючи його, щоб підтримувати подачу палива. Реакція закінчується, коли більше немає палива (вощину), або коли недостатньо тепла, щоб розплавити віск.
Рівняння горіння воску
Точне рівняння горіння воску залежить від конкретного типу воску, який використовується, але всі рівняння мають однакову загальну форму. Тепло ініціює реакцію між вуглеводнем і киснем з утворенням вуглекислого газу, води та енергії (тепла і світла). Для парафінової свічки збалансоване хімічне рівняння таке:
Цікаво відзначити, що навіть якщо вода виділяється, повітря часто здається сухим, коли горить свічка або вогонь. Це тому, що підвищення температури дозволяє повітрю утримувати більше водяної пари.
Ви навряд чи будете вдихати віск
Коли свічка горить стабільно краплеподібним полум’ям, горіння надзвичайно ефективне. У повітря викидається лише вуглекислий газ і вода. Коли ви вперше запалюєте свічку або якщо свічка горить у нестабільних умовах, ви можете побачити мерехтіння полум’я. Мерехтливе полум’я може спричинити коливання тепла, необхідного для горіння.
Якщо ви бачите клубок диму, це сажа (вуглець) від неповного згоряння. Випарований віск дійсно існує прямо навколо полум’я, але не поширюється дуже далеко і не зберігається дуже довго після того, як свічку погасили.
Один цікавий проект, який варто спробувати , — це загасити свічку та запалити її на відстані іншим полум’ям. Якщо ви тримаєте запалену свічку, сірник або запальничку близько до щойно погашеної свічки, ви можете спостерігати, як полум’я рухається вздовж сліду воскової пари, щоб знову запалити свічку.
Реакції горіння в хімії
Реакція горіння — це основний клас хімічних реакцій, які зазвичай називають «горінням». У найзагальнішому розумінні горіння включає реакцію між будь-яким горючим матеріалом і окислювачем з утворенням окисленого продукту. Зазвичай це відбувається, коли вуглеводень реагує з киснем з утворенням вуглекислого газу та води. Хорошими ознаками того, що ви маєте справу з реакцією горіння, є наявність кисню як реагенту та вуглекислого газу, води та тепла як продуктів. Реакції неорганічного горіння можуть не утворювати всі ці продукти, але залишаються розпізнаними за реакцією кисню.
Горіння не обов’язково означає пожежу
Горіння є екзотермічною реакцією , тобто виділяється тепло, але іноді реакція протікає настільки повільно, що зміна температури непомітна. Горіння не завжди призводить до пожежі, але коли це відбувається, полум’я є характерним показником реакції. У той час як енергію активації необхідно подолати, щоб ініціювати горіння (тобто, використовуючи запалений сірник, щоб запалити вогонь), тепло від полум’я може забезпечити достатню кількість енергії, щоб зробити реакцію самопідтримуваною.
Загальна форма реакції горіння
вуглеводень + кисень → вуглекислий газ + вода
Приклади реакцій горіння
Важливо пам’ятати, що реакції горіння легко розпізнати, оскільки продукти завжди містять вуглекислий газ і воду. Ось декілька прикладів збалансованих рівнянь для реакцій горіння. Зауважте, що хоча газоподібний кисень завжди присутній як реагент, у складніших прикладах кисень походить від іншого реагенту.
- Спалювання метану
CH 4 (г) + 2 O 2 (г) → CO 2 (г) + 2 H 2 O (г) - Горіння нафталіну
C 10 H 8 + 12 O 2 → 10 CO 2 + 4 H 2 O - Горіння етану
2 C 2 H 6 + 7 O 2 → 4 CO 2 + 6 H 2 O - Горіння бутану (зазвичай зустрічається в запальничках)
2C 4 H 10 (г) +13O 2 (г) → 8CO 2 (г) +10H 2 O (г) - Спалювання метанолу (також відомого як деревний спирт)
2CH 3 OH(г) + 3O 2 (г) → 2CO 2 (г) + 4H 2 O(г) - Спалювання пропану (використовується в газових грилях, камінах і деяких кухонних плитах)
2C 3 H 8 (г) + 7O 2 (г) → 6CO 2 (г) + 8H 2 O (г)
Повне проти неповного згоряння
Горіння, як і всі хімічні реакції, не завжди протікає зі 100% ефективністю. Він схильний до обмеження реагентів так само, як і інші процеси. Як наслідок, є два типи горіння, з якими ви можете зіткнутися:
- Повне згоряння : також називається «чистим згорянням», повне згоряння є окисленням вуглеводню, у результаті якого утворюються лише вуглекислий газ і вода. Прикладом чистого згоряння може бути горіння воскової свічки: тепло від палаючого гніту випаровує віск (вуглеводень), який, у свою чергу, реагує з киснем у повітрі, вивільняючи вуглекислий газ і воду. В ідеалі весь віск згоряє, щоб нічого не залишалося після того, як свічка вичерпана, а водяна пара та вуглекислий газ розсіюються в повітрі.
- Неповне згоряння : також називається «брудним згорянням», неповне згоряння — це окислення вуглеводню, у результаті якого окрім вуглекислого газу утворюється монооксид вуглецю та/або вуглець (сажа). Прикладом неповного згоряння може бути спалювання вугілля (викопного палива), під час якого виділяється велика кількість сажі та чадного газу. Насправді багато викопного палива, включно з вугіллям, згоряють неповністю, викидаючи відходи в навколишнє середовище.
