Конспект уроку: Поняття про оксиди, окиснення, горіння. Умови виникнення й припинення горіння. Повітря і його склад

Горіння й повільне окиснення

Горіння в повітрі відбувається повільніше, ніж у кисні, оскільки в повітрі кисень дуже розбавлений азотом, і з поверхнею речовини, що горить, стикається менше молекул кисню, ніж під час горіння в чистому кисні. Крім того, температура горіння в повітрі не така висока, бо теплота, котра при цьому виділяється, витрачається на нагрівання не тільки продуктів згоряння, а й на нагрівання азоту повітря.

Рис. 1. Горіння в повітрі

Взаємодія речовин з киснем незавжди може супроводжуватися горінням, однак при цьому завжди вивільняється теплота. Подібні процеси звуться повільним окисненням. В кам'яновугільних шахтах, незважаючи на досить посилену вентиляцію, завжди спостерігається підвищений уміст вуглекислого газу, котрий утворюється там в результаті повільного окненення вугілля. Різні металеві вироби із часом значно темнішають, тому що більшість металів повільно окиснюється під впливом повітря навіть при стандартних умовах.

В разі повільного окиснення речовини й матеріалу на виробництві, коли теплота не відводиться, підвищується температура так, що трапитися може самозаймання, так як повільне окиснення переходить в процес горіння, й здатне спричинити пожежу.

Умови виникнення горіння

Для того щоб запалити речовину у повітрі, треба її для початку нагріти до визначеної температури, так званої температури займання. В різних речовин ця температура займання різна. Так наприклад, сірка чи дерево займаються за температури приблизно 270°C, вугілля при близько 350°C, а от білий фосфор за температури 40°C.

Рис. 2. Умови виникнення горіння

Коли кисень доступ має до речовини, яка загорілася, вона горіти продовжує, тому що теплота, яка виділяється, підтримує внутрішню температуру речовини, дещо вищу від температури займання. Таким чином, щоб розпочалося горіння, потрібні дві умови:

1) нагрівання речовини до температури займання;

2) доступ кисню.

Умови припинення горіння

Щоб припинити горіння необхідно чи охолодити дану речовину до температури, яка нижча за температуру займання, чи припинити доступ кисню до неї. Ці обидва способи застосовуються під час гасіння пожеж водою. В процесі випаровування вода відбирає від предметів, які горять, теплоту, й температура різко понижується, а доступ до них кисню повітря утруднює водяна пара. Крім цього, для гасіння пожежі застосовують вогнегасники.

Під час їхньої роботи виділяється карбон оксид CO₂, котрий змішується із спеціальною рідиною, таким чином утворюючи піну. Піна насичена вуглекислим газом перешкоджає доступу кисню з повітря, й горіння припиняється.

В лабораторії чи у домашніх умовах для припинення горіння, коли полум'я невелике, то достатньо засипати предмет, який загорівся, піском чи накрити ковдрою його.

Важливо пам'ятати, те що легше запобігти пожежі, а ніж її погасити. Саме тому під час роботи із вогнем й вогненебезпечними речовинами й матеріалами потрібно дотримуватися основних правил пожежної безпеки й бути особливо обережними.

Склад повітря

Не дивлячись на те, що живе людина на дні “повітряного океану”, вивчила вона повітря, яке її оточує, набагато пізніше, аніж інші речовини. Пояснюється це тим, що повітря для людини невидиме й не має ані запаху, ані смаку.

Довго повітрям називали будь-який газ. Лише наприкінці XVlIl ст. А. Лавуазьє визначив, що до складу повітря входять кисень та газ, у якому запалена свічка гасне, а лабораторні миші швидко гинуть. Цей газ він назвав азотом, це означає “не підтримує життя”.

Яка ж частина повітря припадає на кисень? Спробуємо визначити це за допомогою досліду.

Якщо спалювати фосфор у повітрі під дзвоном, то рівень води підіймається приблизно на 1/5 місткості дзвону. Газ, який залишається під дзвоном і є азот. В реакції горіння фосфору він участі не бере. Отже, в повітрі знаходиться приблизно 1/5 кисню і 4/5 азоту за об’ємом.

Рис. 3. Склад повітря

Наприкінці XIX cтоліття повітря, яке становить нижні шари атмосфери, було уже добре вивчене.

Пізніше виявилось, що окрім азоту та кисню у повітрі існують так звані інертні гази, тобто гелій Не, аргон Ar, неон Ne криптон Kr, радон Rn, ксенон Xe. Вони одноатомні гази позбавлені кольору і зaпаху, а також хімічно інертні, через це довго не було можливим добути сполуки елементів. Космос, наприклад, багатший на інертні гази аніж атмосфера Землі. В Космічному просторі найпоширенішими є гелій, а у земній атмосфері – аргон.

В повітрі зустрічається ще пил, водяна пара й різноманітні домішки газів, наприклад, сульфур оксиду SO₂, метану CH₄, аміаку NH₃, карбон оксиду CO. Вони шкідливі і для довкілля і для здоров'я людини, а також забруднюють атмосферне повітря Землі.

Охорона повітря від забруднення

У зв’язку з тим, що наша планета Земля вкрита повітряною оболонкою, майже все живе пристосувалося до такого існування, яке пов’язане зі споживанням кисню.

Людина й тварини прожити можуть певний час без води й їжі, однак вони гинуть уже через кілька хвилин, коли їх позбавити повітря. Означає це, що людство значну увагу повинне приділяти саме тому, без чого неможливе життя.

Водночас повітря дуже часто містить побічні домішки, найчастіше шкідливі для здоров’я. Забруднення повітря спричинюється як природними чинниками (пилові бурі, виверження вулканів, рознесення крапель морської води й пилку рослин тощо), так і господарською діяльністю людини (видобуток руд і будівельних матеріалів, спалювання палива, робота автотранспорту і т.п.).

Досить шкідливим й надзвичайно небезпечним це забруднення повітря радіоактивними речовинами в результаті випробувань або аварій на атомних електростанціях.

Так як повітря – це середовище життя всіх наземних істот, то усі країни розв’язують проблему охорони його від забруднення. Важливу роль в даній справі грає міжнародне співробітництво.