Хімія. Повторне видання. 7 клас. Попель
Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.
§ 25. Хімічні властивості кисню: реакції зі складними речовинами. Процеси окиснення
Матеріал параграфа допоможе вам:
- оцінити здатність кисню вступати в реакції з деякими складними речовинами;
- порівняти процеси горіння і окиснення;
- з'ясувати умови, необхідні для горіння речовин, а також для припинення цього процесу.
Реакції кисню зі складними речовинами. Кисень може взаємодіяти не лише з простими, а й зі складними речовинами. Такі реакції відбуваються, наприклад, коли горять етиловий спирт, ацетон, природний газ, який складається переважно з метану (мал. 74).
Мал. 74. Горіння природного газу
Молекула метану CH4 містить атоми Карбону і Гідрогену, а молекула етилового спирту С2Н5ОН — ще й атом Оксигену. Внаслідок взаємодії цих речовин із киснем утворюються оксиди Карбону і Гідрогену — вуглекислий газ і вода (в газуватому стані):
CH4 + 2O2 =t CO2 + 2H2O;
С2Н5ОН + 3О2 =t 2СО2 + 3Н2О.
Ці оксиди виділяються також унаслідок спалювання деревини, нафтопродуктів, багатьох інших органічних речовин.
Гідроген сульфід, або сірководень, — газ, що має формулу H2S. За наявності кисню чи надлишку повітря він горить з утворенням сірчистого газу і водяної пари:
H2S + O2 →t SO2 + H2O.
• Перетворіть схему реакції на хімічне рівняння.
Кисень взаємодіє з деякими оксидами. Продуктами таких реакцій є інші оксиди, в яких елементи виявляють вищі значення валентності, ніж у вихідних сполуках. Наприклад, чадний газ, згоряючи в повітрі, перетворюється на вуглекислий газ:
2CO + O2 =t 2CO2.
Горіння. Розглянуті реакції супроводжуються однаковими зовнішніми ефектами.
Хімічну реакцію, під час якої виділяється теплота і з'являється полум'я, називають горінням.
Яскраве полум'я зумовлене світінням розжарених часточок речовин, які згоряють або утворюються під час реакції.
Цікаво знати
Кисень підтримує горіння речовин, але сам не горить.
Для того щоб горюча речовина загорілася, необхідні такі умови:
- наявність кисню (повітря);
- нагрівання речовини до температури займання (для бензину вона становить приблизно 220 °С, сухої деревини 250—300 °С, вугілля — понад 600 °С).
Якщо не виконується хоча б одна з умов, то горіння не відбувається. Це беруть до уваги під час роботи з вогненебезпечними речовинами, а також при гасінні пожеж.
Речовини або предмети, що горять, можна загасити водою, засипати піском, землею, накрити ковдрою чи спрямувати на них струмінь вуглекислого газу (він важчий за повітря й не підтримує горіння) (мал. 75).
Мал. 75. Гасіння полум'я: а — водою; б — піском; в — вуглекислим газом
У разі пожеж у будівлях, лабораторіях, на транспорті використовують вогнегасники (мал. 76).
Мал. 76. Вогнегасник і його використання
Зауважимо, що водою не можна гасити бензин, гас, нафту. Ці рідини не розчиняються у воді і, будучи легшими за неї, спливають і продовжують горіти, залишаючись у контакті з повітрям.
У шкільному хімічному кабінеті є такі протипожежні засоби: вогнегасник, ковдра, ящик з піском.
Окиснення. Речовина, взаємодіючи з киснем, зазнає окиснення, тобто змінюється за участю кисню.
Перебіг багатьох реакцій за участю кисню є тривалим і не супроводжується появою полум'я. Ці хімічні перетворення називають повільним окисненням. Приклад такої реакції — взаємодія міді з киснем за її нагрівання на повітрі (с. 150).
Цікаво знати
Чимало горючих речовин не здатні до повільного окиснення.
Повільним окисненням зумовлене ржавіння заліза, скисання молока, фруктових і ягідних соків, згіркнення вершкового масла, псування багатьох інших харчових продуктів. Потемніння м'якоті розрізаного яблука спричинене взаємодією сполук Феруму(ІІ) з киснем і утворенням сполук Феруму(ІІІ). За участю кисню, який потрапляє в організми тварин і людини під час дихання, відбувається окиснення різних речовин.
Деякі процеси окиснення проходять швидко, але без появи полум'я. Серед них — взаємодія кисню з алюмінієм за звичайних умов. Її наслідком є утворення на поверхні металу дуже тонкої безбарвної плівки оксиду.
• Складіть відповідне хімічне рівняння.
Реакції речовин із киснем, які не супроводжуються горінням, використовують у кольоровій металургії, хімічній промисловості.
ВИСНОВКИ
Кисень взаємодіє з деякими складними речовинами.
Частина реакцій за участю кисню відбувається з виділенням значної кількості теплоти і появою полум'я; це — реакції горіння.
Необхідними умовами для займання горючої речовини є наявність кисню і нагрівання речовини до певної температури. Щоб загасити полум'я, потрібно усунути хоча б одну з умов.
Взаємодіючи з киснем, речовина зазнає окиснення. Багато таких реакцій проходить повільно і без появи полум'я.
183. Яке явище називають горінням? Назвіть умови, необхідні для перебігу цього процесу.
184. Чи можна вважати, що в лампі розжарення відбувається реакція горіння металевої (вольфрамової) спіралі? Чому?
185. Як можна загасити полум'я?
186. Зіставте значення термінів «горіння» та «окиснення» і скажіть, який із них є більш загальним. Відповідь поясніть.
187. Допишіть формули простої речовини у схемах реакцій і складіть хімічні рівняння:
NO + ... → NO2; CS2 + ... →t CO2 + SO2·
188. Перетворіть схеми реакцій на хімічні рівняння:
а) FeO + O2 →t Fe2O3;
SiH4 + O2 →t SiO2 + H2O;
б) Mn2O3 + O2 →t MnO2;
NH3 + O2 →t N2 + H2O.
189. Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі послідовні перетворення:
- а) С → СО → СО2;
- б) S → SO2 → SO3.
190. Складіть рівняння реакцій горіння на повітрі ацетону (СН3)2СО і етеру (С2Н5)2О.
191. У трьох посудинах без етикеток містяться повітря, кисень і вуглекислий газ. Як би ви визначили вміст кожної посудини?
НА ДОЗВІЛЛІ
Гасіння полум'я
У склянку насипте чайну ложку харчової соди і додайте 2—3 столові ложки оцту. Одразу починається реакція з бурхливим виділенням вуглекислого газу. Після того як вона закінчиться (через 2—3 хв.), запаліть закріплений на дротині сірник і повільно опускайте у склянку. Що спостерігаєте?
