§ 14. Химические явления. Горение

Вспомните, что смесь из порошка серы и железа легко разделить водой или магнитом (см. § 8). Если же эту смесь нагреть в пробирке, то начинает меняться ее окраска, она становится черной. После этого разделить смесь уже не удается. Что произошло? Образовалось новое вещество? Опустим кусочек этого вещества в воду – оно тонет; поднесем к нему магнит – не притягивается. Значит, в процессе нагревания смеси из двух веществ – железа и серы – действительно образовалось новое вещество (сульфид железа), которое обладает иными свойствами, чем сера и железо в отдельности.

Явления, в результате которых одни вещества превращаются в другие, называют химическими явлениями или химическими реакциями.

Химические явления происходят в условиях нагревания веществ, при действии на них электрическим током, сильным давлением и др. Некоторые химические реакции человек использует уже тысячи лет – выплавляет металлы из руд, обжигает глину, дубит кожу и т. д.

Химические реакции происходят не только в неживой природе, но и в живых организмах. Благодаря им организмы питаются, движутся, растут.

Реакция горения

Реакцию, сопровождающуюся выделением тепла и света, называют горением. Представьте три горящие свечи. Первая накрыта стаканом, вторая – литровой банкой, а третья открыта. Что происходит с горящими свечами?

Первая свеча (под стаканом) погасла первой. Вторая свеча горела дольше, потому что под банкой было больше воздуха, чем под стаканом. А теперь попробуйте сами объяснить, почему третья свеча горела до тех пор, пока не сгорела полностью.

Это наблюдение подсказывает одно из свойств воздуха – он участвует в горении. Где больше воздуха, там дольше горение, и наоборот. Известно, что воздух – это смесь разных газов. Ученые установили, что участвует в горении только кислород, входящий в состав воздуха. Горение можно представить как реакцию соединения веществ с кислородом.

Многие вещества горят с образованием пламени (рис. 37).

Рис. 37. Строение пламени свечи. Оно состоит из трех слоев. Самый горячий – внешний слой

Вы, наверное, видели, как горит костер. Верхние поленья дров сгорают быстро, и чтобы лучше разгорелись нижние поленья, нужно палкой их немного пошевелить. Этим обеспечивается доступ кислорода к нижним поленьям.

А как решить обратную задачу – погасить пламя? Прежде всего следует прекратить доступ воздуха (кислорода) к горящему предмету. Чтобы погасить горящую древесину или уголь, их заливают водой. Она охлаждает горящие вещества (древесину или уголь) и преграждает доступ к ним воздуха.

Есть такие вещества, которые нельзя гасить водой. Они легче воды и горят на ее поверхности. К ним относятся нефть, бензин, керосин. Их гасят песком или углекислым газом из огнетушителя, так как углекислый газ не поддерживает горения. Если очаг горения небольшой, огонь гасят, накрывая горящий предмет куском плотной ткани – брезентом, одеялом и т. д.

Значение горения

Человек начал использовать огонь с давних времен. Вначале он поддерживал огонь, который возникал от удара молний, потом научился получать его самостоятельно.

Горючие материалы, сжигаемые для использования выделяющейся теплоты, называют топливом.

Топливо может быть твердым (торф, каменный уголь), жидким (бензин, керосин), газообразным (природные горючие газы).

Топливо имеет большое значение в хозяйственной деятельности человека: применяется практически во всех отраслях промышленности, обеспечивает движение транспорта, обогревает жилища и т. д. Энергия, которая выделяется при сгорании топлива, используется на тепловых электростанциях, превращаясь в электрическую энергию.

1. Какие явления называются химическими? Приведите примеры.

2. Как вы думаете, к какой группе явлений можно отнести гниение листьев?

3. Можно ли сказать, что горение веществ – химический процесс?

4. Что произойдет, если пламя спиртовки накрыть колпачком?

5. Почему при протапливании печей открывают трубы?

6. Почему горящий бензин нельзя тушить водой?