Хімія. Повторне видання (2025). 8 клас. Попель
§ 9. Процеси горіння та окиснення
Вогонь був надважливим засобом існування первісної людини — обігрівав житло, допомагав готувати їжу, відлякував хижих звірів. Людина поклонялася вогню, «позичала» його у природи під час пожеж і надійно зберігала в оселі. З часом вона навчилася сама «виробляти» вогонь — тертям дерев’яних паличок, викрешуванням твердими камінцями.
У наш час без використання процесів, що супроводжуються горінням, не можуть функціонувати енергетика, промисловість, транспорт, інші сфери. На жаль, вогонь завдає також і нещастя. Пожежі, збройні конфлікти призводять до великих втрат природних багатств, створених людиною цінностей, забирають життя.
Дізнаєтеся, зрозумієте, використаєте
- Які хімічні перетворення називають горінням; окисненням?
- За яких умов загоряється паливна речовина?
- Як гасять пожежі?
Горіння. Більшість реакцій, розглянутих у двох попередніх параграфах, супроводжується однаковим зовнішнім ефектом.
Хімічну реакцію, унаслідок 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.
Варто знати
Кисень підтримує горіння речовин, але сам не горить.
Для того щоб паливна речовина загорілася, необхідні такі умови:
- наявність кисню (повітря) і його контакт з речовиною;
- нагрівання речовини до температури займання (для бензину вона становить приблизно 220 °С, сухої деревини 250—300 °С, вугілля — понад 600 °С).
Якщо відсутня хоча б одна з умов, то горіння не відбувається. Це беруть до уваги, працюючи з вогненебезпечними речовинами, а також коли гасять пожежі.
Обговорюймо
Якщо бензин підпалити, то він горітиме, поки весь не згорить. Поясніть, чому речовину не треба постійно підпалювати.
Речовини або предмети, що горять, можна загасити водою, піском, ґрунтом, накрити ковдрою чи спрямувати на них струмінь вуглекислого газу (він важчий за повітря і не підтримує горіння) (мал. 30).
Мал. 30. Гасіння полум’я: а — водою; б — піском; в — вуглекислим газом
У разі пожеж у будівлях, лабораторіях, транспортних засобах використовують вогнегасники (мал. 31).
Мал. 31. Вогнегасник і його використання
Обговорюймо
Чому для гасіння пожеж найчастіше використовують воду?
Зауважимо, що водою не можна гасити бензин, гас, нафту. Ці рідини не розчиняються у воді й, оскільки мають меншу густину, ніж вода, спливають, залишаючись у контакті з повітрям.
Відшукаймо
За матеріалами з інтернету з'ясуйте, які інші речовини не гасять водою і чому.
Варто знати
Горінням можуть супроводжуватися не лише реакції за участю кисню. Деякі речовини горять у газах хлорі та фторі.
Окиснення. Речовина, взаємодіючи з киснем, зазнає окиснення1, тобто змінюється за участю кисню. Процеси окиснення можуть відбуватися швидко, але без появи полум’я. Серед них — взаємодія кисню з алюмінієм за стандартних умов. Її наслідком є утворення на поверхні металу дуже тонкої безбарвної плівки оксиду Аl2О3.
1 Окисненням називають також процес втрати електронів реагентом (с. 216).
Виконаймо вправу
Складіть відповідне хімічне рівняння.
Перебіг багатьох реакцій за участю кисню є досить тривалим. Ці хімічні перетворення називають повільним окисненням. Приклад такої реакції — взаємодія міді з киснем під час її нагрівання в повітрі (§ 7).
Повільним окисненням зумовлене іржавіння заліза, скисання молока, фруктових і ягідних соків, згіркнення вершкового масла, псування багатьох інших харчових продуктів. За участю кисню, який потрапляє в організми тварин і людини під час дихання, відбувається окиснення різних речовин.
Обговорюймо
Як можна запобігти псуванню харчових продуктів, спричиненому дією кисню?
Чимало паливних речовин не здатні до повільного окиснення. Наприклад, спирт, ацетон, бензин, контактуючи з повітрям, не зазнають жодних змін.
Думаймо
Чи є будь-яке горіння окисненням і навпаки?
Пожежна безпека. Людина має постійно дбати про власну безпеку і безпеку близьких, а також робити все можливе для збереження довкілля. Завершуючи свій відпочинок у лісі або біля річки, потрібно загасити тліюче вогнище, щоб запобігти пожежі.
У шкільному хімічному кабінеті/лабораторії ви маєте дотримуватися правил безпечного поводження з вогнем. Використовуючи спиртівку або сухе пальне, будьте уважними та обережними. Займисті речі розміщуйте подалі від вогню, а якщо у вас довге волосся — зберіть його.
Ви вже знаєте, де в хімічному кабінеті/лабораторії є протипожежні засоби — вогнегасник, ковдра і пісок1; воду в разі пожежі беруть з водогону.
1 У ящику чи відрі.
Відшукаймо
Відшукайте в інтернеті відео або інструкцію, як користуватися вогнегасником.
Об’єктом небезпеки вдома є газова плита. Кран подачі газу до плити має бути перекритим, якщо ви нею не користуєтеся. Газову плиту, яка працює, не можна залишати без нагляду. Якщо в оселі є піч або камін, то під час горіння палива потрібно забезпечити достатній доступ повітря. За його нестачі утворюється токсичний чадний газ CO.
Чадний газ безбарвний, не має ні запаху, ні смаку, тому людина його не відчуває. Потрапляючи в організм, ця речовина сполучається з гемоглобіном крові, і кисень не надходить до мозку, серця, інших органів та тканин. Отруєння чадним газом настає досить швидко. У разі цієї небезпеки потрібно перекрити доступ газу з магістралі до плити чи генератора, відкрити заслінку в печі або каміні, відчинити вікна для доступу свіжого повітря до потерпілих і викликати швидку.
ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ
Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про реакції горіння та окиснення, способи гасіння пожеж.
Думаймо
Сформулюйте цікаве запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам/однокласницям. Зіставте свою і їхні відповіді та оцініть їх. Поясніть, чому ваша оцінка саме така.
ВАШІ ДОСЯГНЕННЯ І ВІДКРИТТЯ
Перевірмо себе
1. Яке явище називають горінням? Назвіть умови, необхідні для перебігу цього процесу.
2. Як можна загасити полум’я?
3. Який із термінів — «горіння» чи «окиснення» — є більш загальним? Відповідь обґрунтуйте.
Виконаймо вправу
4. Основу сухого пального становить речовина, формула якої — (CH2)6N4, а назва — уротропін. Складіть рівняння реакції горіння цієї речовини, якщо утворюються два оксиди і проста речовина, які є в повітрі.
5.* Бензин — це суміш сполук Карбону з Гідрогеном. В інтернеті можна відшукати загальну схему реакції горіння бензину:
СnНm + О2 → СО2 + Н2О.
Перетворіть цю схему на хімічне рівняння, використавши в коефіцієнтах літери n i m.
Поміркуймо
6. Чи можна стверджувати, що в лампочці розжарювання відбувається горіння металевої (вольфрамової) спіралі? Чому?
Відшукаймо
7. За матеріалами з інтернету з’ясуйте, які речовини називають антипіренами і для чого їх використовують. Занотуйте назви кількох таких речовин.
Створюймо проєкт
8. Зберіть інформацію про типи вогнегасників, їх роботу, сфери використання і зробіть презентацію для свого класу.
У команді
9. Обговоріть, які якості потрібно мати чоловікові/жінці, професія яких пов’язана з рятуванням людей від вогню.
Формуймо словничок
10. Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.
Оцінюймо свої знання
11. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.
Експериментуємо в хімічному кабінеті/лабораторії
ДОСЛІДЖУЄМО ГОРІННЯ СВІЧКИ
(експеримент для групи)
Дотримуйтеся правил безпеки!
Звичайні свічки виготовляють з парафіну — суміші речовин із загальною формулою СnНm. Кожна речовина згоряє, як і метан, з утворенням вуглекислого газу і води. Переконайтеся в цьому, виконавши дослід.
Вам знадобляться, крім свічки, дві склянки ємністю 200—250 мл і прозорий розчин гашеного вапна (назва цього розчину — вапняна вода).
Запаліть свічку. Візьміть одну склянку, переверніть догори дном і тримайте її на відстані 1—2 см від кінця полум’я1. За кілька хвилин на внутрішніх стінках склянки почнуть з’являтися краплинки води.
1 Можна закріпити склянку в лабораторному штативі за допомогою лапки.
Унаслідок яких хімічного і фізичного явищ утворюється вода?
Другу склянку змочіть усередині вапняною водою і тримайте її догори дном над свічкою, щоб полум’я входило у склянку на 2—3 см. Краплі рідини на стінках склянки поступово стають каламутними внаслідок утворення нерозчинних дрібних часточок крейди. Це — продукт реакції вапна з вуглекислим газом (другим продуктом горіння парафіну).
Запишіть у зошиті свої спостереження і висновок.
Відео цього досліду ви можете переглянути за покликанням у QR-коді (https://h8.academiabook.club/p-10.html).
video
МІРКУЄМО, ПОРІВНЮЄМО, АНАЛІЗУЄМО
Поясніть, чому внаслідок горіння парафіну замість води не утворюється водень.
Експериментуємо вдома
ГАСИМО ПОЛУМ’Я
На дно склянки насипте чайну ложку харчової соди і додайте 2—3 столові ложки оцту. Одразу починається реакція з бурхливим виділенням вуглекислого газу. Будучи важчим за повітря, цей газ поступово витиснює його зі склянки.
Після того як реакція закінчиться (через 2—3 хв), запаліть закріплений на дротині сірник і повільно опускайте у склянку. Що спостерігаєте?
МІРКУЄМО, ПОРІВНЮЄМО, АНАЛІЗУЄМО
У трьох закритих посудинах без етикеток містяться повітря, кисень і вуглекислий газ. Як би ви визначили вміст кожної посудини?
