Горіння в кисні вугілля, сірки, фосфору і заліза

Реактиви та обладнання: газометр або балон з киснем, промивалка Тищенко з концентрованою сульфатною кислотою, 4 металеві, покриті азбестом ложечки, пальник, напилок, 4 банки на 1000 мл, 4 скла для покриття стаканів, шпатель або ложечка, тигельні щипці, наждачний папір, коркова пробка, скляна трубка по висоті стакана, зігнута під прямим кутом, вугілля, сірка, червоний фосфор, залізний дріт, сині лакмусові папірці великого розміру, вапняна вода, дистильована вода.

Наповніть 4 банки киснем шляхом повільного витіснення повітря з них. Кисень пропускайте через промивалку Тищенко з концентрованою сульфатною кислотою.

а) Горіння вугілля.

Налийте в банку з киснем близько
100 мл дистильованої води і опустіть в стакан розжарений невеликий шматочок деревного вугілля, поміщений на залізну ложечку для спалювання (а).

Після повного згоряння вугілля збовтайте воду в банці з вуглекислим газом, що утворився, для його розчинення; перевірте синім лакмусовим папірцем реакцію середовища: С + О₂ = СО₂

СО₂ + Н₂О = Н₂СО₃

Підлийте в банку прозорої вапняної води:

СО₂ + Са(ОН)₂ = СаС0₃|+Н₂О

Поява суспензії вказує на наявність вуглекислого газу.

б) Горіння сірки.

В другу банку з киснем і дистильованою водою опустіть шматочок підпаленої сірки:

S+0₂=S0₂

Відзначте відмінність в яскравості полум'я сірки, що горить, в повітрі і в кисні. Збовтайте оксид сірки (IV), що утворився, з водою в банці, прикриваючи її склом. Перевірте лакмусом реакцію середовища:

SО₂ + Н₂О = Н₂S0₃

в) Горіння фосфору.

В третю банку з киснем і дистильованою водою опустіть ложечку з червоним фосфором, підпаленим на повітрі. Фосфор горить сліпучим полум'ям: 4Р + 5О₂ = 2Р₂О₅

Після закінчення горіння збовтайте оксид фосфору з водою і зробіть пробу лакмусом:

Р₂О₅ + 3Н₂О = 2Н₃РО₄

г) Горіння заліза.

В банку для спалювання заліза насипте чистий пісок, який повинен покрити все дно на 2-3 см. Це необхідно, щоб банка не лопнула від розплавленої залізної окалини. Тонкий залізний дріт ретельно очистіть наждачним папером від оксидів. На скляній паличці зробіть спіраль з цього дроту. До кінця спіралі прикріпіть коркову пробку або її частину для підпалювання заліза. Утримуючи спіраль тигельними щипцями, підпаліть пробку. Спіраль поволі опустіть в кисень. Залізо горить з сильним тріском без полум'я, розкидаючи яскраві іскри.

Досвід протікає наочніше, якщо спалювання заліза проводити при безперервній подачі кисню, тобто в його надлишку.

 

Склад повітря

Реактиви та обладнання: скляний дзвін місткістю 3-5 л з верхнім тубусом і добре підігнаною пробкою (або бутель з відрізаним дном), кристалізатор, порцелянова чашка діаметром 5-6 см, скляна паличка (по висоті дзвону), штатив з лапкою, пальник, скалка, червоний фосфор.

Скляний дзвін розділіть на 6 рівних за об'ємом частин. Для цього закрийте тубус пробкою і переверніть дзвін тубусом вниз, наповніть його до країв водою. Змірявши таким чином загальний об'єм, знову налийте в дзвін воду вже частинами — по 1/6 загального об'єму, відзначаючи кожного разу відповідний рівень води. Потім на суху зовнішню поверхню дзвону нанесіть міцні і добре помітні розподіли (ізоляційною стрічкою, масляною фарбою тощо). Як мітки можуть бути використані смужки яскраво забарвленого паперу, які потім покривають шаром розплавленого парафіну або прозорою клейкою стрічкою (1).

В кристалізатор наполовину його об'єму налийте воду (3), на її поверхню помістіть порцелянову чашку (2), в яку покладіть 1-1,5 г сухого червоного фосфору. Фосфор повинен бути взятий в кількості, дещо більшій проти необхідного для зв’язування всього кисню повітря, розміщеного під дзвоном. Вийнявши пробку з тубуса, помістіть дзвін в кристалізатор, укріпіть його в лапці штативу. Занурте дзвін у воду (або підливайте її) настільки, щоб рівень води в кристалізаторі співпадав з нижнім розподілом дзвону, але нижній край останнього не доходив до дна кристалізатора (рівень А)

Сильно нагрійте кінець довгої скляної палички в полум'ї пальника, введіть її в дзвін через відкритий тубус і, торкаючись до фосфору, підпаліть його. Негайно видаливши паличку, тубус щільно закрийте пробкою. Дзвін наповнюється густим білим димом оксиду фосфору (V).

При горінні фосфору об'єм повітря усередині дзвону спочатку від нагрівання дещо збільшується, а рівень води знижується. У міру витрачання кисню полум'я поступово затухає, горіння припиняється, хоча фосфор і не прореагував повністю. Білий дим поступово розчиняється у воді. Охолоджуючись, газ під дзвоном зменшується в об'ємі, а рівень води підвищується. В кристалізатор доливають води стільки, щоб і всередині і зовні дзвону рівні були однаковими і співпадали з другим розподілом дзвону (рівень Б ). Цеозначає, що 1/5 повітря (кисень) витратилась при горінні фосфору, а 4/5, що залишилися, є азотом, в якому палаюча скалка гасне.