Хімія. Повторне видання. 8 клас. Ярошенко (2025)
§ 18. Кисень і горіння
• Що, на твою думку, об’єднує використання пального у двигунах автомобілів, літаків, ракет, вугілля на теплових електростанціях, дров у печі або каміні? Свою відповідь порівняй з наявною про це науковою інформацією у параграфі.
• Який із застережливих знаків попереджає, що речовина легкозаймиста?
• Наведи приклади відомих тобі легкозаймистих матеріалів.
Опрацюй. Зрозумій. Використай
КИСЕНЬ — ХІМІЧНО АКТИВНА РЕЧОВИНА. З-поміж простих речовин за хімічною активністю кисень поступається лише фтору. Він реагує з багатьма простими і складними речовинами (колаж).
Світлини 1-4 (колаж на с. 85) ілюструють взаємодію кисню з простими речовинами: сіркою (1), вуглецем (2), магнієм (3), залізом (4); світлини 5-6 — горіння складних речовин: 5 — горіння метану СН4; 6 — горіння етину С2Н2.
ПЛІЧ-О-ПЛІЧ
Завдання 1. За схемами запишіть рівняння взаємодії кисню з простими речовинами, зображеними на колажі:
S +IV О2 → SxOy — сульфур(IV) оксид, сірчистий газ (1);
С + О2 → СхОу — карбон(ІV) оксид, вуглекислий газ (2);
Mg + О2 → МgхОу — магній оксид (3);
Fe + О2 → Fe3O4 — залізна ожарина (4).
У кожній із цих реакцій виділяється теплота.
Завдання 2. Скориставшись колажем на сторінці 85, укажіть фізичні явища, що супроводжують кожну реакцію.
Завдання 3. З’ясуйте, скільки реагентів / реактантів і скільки продуктів реакції у кожному рівнянні.
Завдання 4. Перевірте правильність виконання завдань 1-3, обмінявшись результатами з іншою групою.
РЕАКЦІЇ СПОЛУЧЕННЯ. У хімічних рівняннях із рубрики «Пліч-о-пліч» є по два реагенти і лише один продукт реакції.
Завдання 1. Поміркуй, чи можна реакції з двома реагентами і одним продуктом реакції віднести до реакцій розкладу?
Реакції, в результаті яких із двох чи кількох речовин утворюється одна речовина, називають реакціями сполучення.
ВЗАЄМОДІЯ КИСНЮ ЗІ СКЛАДНИМИ РЕЧОВИНАМИ. Кисень ви являє хімічну активність щодо багатьох складних речовин. Наприклад, складник природного газу метан СН4 згорає в ньому з утворенням вуглекислого газу й води:
СН4 + 2О2 = СО2↑ + 2Н2О.
Цю хімічну реакцію супроводжують два фізичні явища — світлове й теплове.
Органічна речовина глюкоза С6Н12О6, потрапивши в організм людини з харчовими продуктами, зазнає хімічних перетворень за участю кисню у присутності каталізаторів (ферментів). Утворюються вуглекислий газ і вода, вивільняється потрібна для життєдіяльності організму енергія. Цей процес називається диханням. Сумарне рівняння дихання:
С6Η12О6 + 6O2 = 6СO2 + 6Н2O.
В усіх розглянутих прикладах незалежно від того, проста чи складна речовина взаємодіяла з киснем, продуктами реакції були оксиди тих елементів, з атомів яких складались реактанти. Залізна ожарина Fe3O4 є подвійним оксидом Феруму — Fe2О3 • FeO. Якщо ж кисню взято з недостачею (менше, ніж потрібно за кількісним відношенням речовин для утворення оксиду / оксидів), то серед продуктів реакції може бути й проста речовина, наприклад:
Завдання 2. Напиши хімічне рівняння взаємодії гідроген сульфіду з киснем, якщо продуктами реакції є сульфур(IV) оксид і вода.
ГОРІННЯ В КИСНІ ЯК ХІМІЧНЕ ЯВИЩЕ: КОРИСТЬ І НЕБЕЗПЕКА
Горінням називають реакції, що супроводжуються утворенням тепла і світла.
Завдання 3. Чи можна зображені на колажі (с. 85) хімічні явища віднести до реакцій горіння? Відповідь обґрунтуй.
Горіння речовин відбувається не лише в кисні. Наприклад, залізо горить у кисні й у хлорі.
Горіння — перша хімічна реакція, яку людина навчилася здійснювати і використовувати, що суттєво вплинуло на її життя. Із того часу й дотепер ця реакція широко застосовується у повсякденному житті людини, енергетиці, виробництві речовин і матеріалів, різних видах транспорту, інших галузях.
Завдання 4. Склади розповідь про використання горіння, ілюструючи її прикладами.
Якщо горіння відбувається контрольовано, як, наприклад, у газових плитах, двигунах автомобілів, на теплових електростанціях, то користь від нього незаперечна. Стихійне горіння вкрай небезпечне й руйнівне (колаж).
Час від часу на виробництві трапляються вибухи горючих речовин, змішаних із киснем, наслідком яких стають руйнування предметів і навіть людські втрати. Вибухонебезпечними є суміші повітря з метаном, повітря і парів бензину, повітря і борошняного пилу чи цукрової пудри.
УМОВИ ВИНИКНЕННЯ І ПРИПИНЕННЯ ГОРІННЯ. Одні речовини загораються від запаленого сірника відразу, інші потребують додаткового нагрівання. Зокрема, щоб вуглець горів у кисні (світлина 2 на колажі, що на с. 85), вуглинку деякий час нагрівають у полум’ї спиртівки, і тільки після того, як вона почала жевріти, вносять у колбу з киснем. Нагрівання було необхідним, щоб температура вуглинки досягла температури займання й розпочалося стійке горіння.
Температурою займання називають температуру, після досягнення якої розпочинається стійке горіння речовини / матеріалів.
Звідси робимо висновок, що умовами виникнення горіння речовини є наявність кисню та нагрівання до температури займання.
Формулюємо навчальну проблему та розв’язуємо її
Що потрібно зробити, щоб горіння припинилося?
У розв’язанні проблеми тобі допоможуть ілюстрація та опис досліду, зображеного на малюнку 22.
У порцелянову чашку налили етанол (етиловий спирт) і піднесли сірник. Цього було достатньо, щоб розпочалося стійке горіння етанолу синюватим і без кіптяви полум’ям. Після цього чашку з речовиною, що продовжує горіти, накрили картоном. Полум’я швидко згасло, а картон не загорівся. В описаному досліді наявні дві умови, що унеможливлюють горіння речовин і матеріалів.
Поміркуй:
— чому після накривання картоном горіння спирту стало неможливим, якщо горюча речовина залишалася в чашці?
— чому не загорівся картон, адже він належить до горючих матеріалів?
Мал. 22. Горіння етанолу
Відповівши правильно на поставлені запитання, ти зрозумієш, що умовами припинення горіння є: припинення доступу кисню (повітря) і зниження температури нижче температури займання речовини.
ХІМІЯ І ЖИТТЯ
З вогнем слід завжди бути обережним, але не зайвим буде знати способи припинення горіння. Залежно від площі загорання вони можуть бути різними (мал. 23).
Мал. 23. Засоби для припинення горіння: а — вуглекислотний вогнегасник; б — ковдра з негорючого матеріалу; в — пісок; г — вода
Найчастіше для припинення горіння використовують воду (мал. 23, г). Вона не горить і забезпечує обидві умови припинення горіння — знижує температуру нижче від температури займання, а водяна пара, на яку перетворюється частина рідкої води, ускладнює доступ повітря (а отже, й кисню) до предметів, що горять.
Завдання. З’ясуй, де у школі знаходиться пожежний щит та які засоби гасіння він містить.
Медіапошук
Із доступних тобі інформаційних джерел дізнайся про професію пожежника. Як пожежники убезпечують себе від впливу високих температур і відкритого вогню під час гасіння пожежі? Які засоби гасіння застосовують? У яких закладах освіти можна здобути професію пожежника? Які засоби індивідуального захисту та яка техніка є у розпорядженні вогнеборців?
ХІМІЧНА СКАРБНИЦЯ
Існує багато прикладів взаємодії кисню з речовинами, що не належать до реакцій горіння, бо вони не супроводжуються утворенням вогню. Як приклад можна навести гниття опалого листя, згіркнення вершкового масла, іржавіння заліза.
Взаємодію речовин з киснем, під час якої виділяється теплота й не відбувається загорання, називають повільним окисненням.
Повільне окиснення органічних речовин у складі гною, закладеного у парник чи теплицю, підігріває ґрунт, чим створює сприятливі умови для росту рослин. Дихання — приклад повільного окиснення в живій природі, завдяки якому живі істоти одержують необхідну для життя енергію і речовини для побудови тіла.
ТОБІ ДО СНАГИ
1. Які умови необхідні для виникнення горіння, а які — для його припинення?
2. Чим корисні горіння й повільне окиснення для людини? Наведи приклади.
3. Склади формули бінарних сполук і напиши рівняння реакцій за схемами. Розташуй рівняння реакцій за збільшенням суми коефіцієнтів:
4. За місяць сім’я спожила 336 м3 природного газу. Скільки метрів кубічних кисню витратилось на його горіння та скільки м3 вуглекислого газу надійшло в атмосферу? Усі виміри зроблені за однакових умов. Уміст метану в природному газі вважати рівним 100 %.
5. Підготуй та презентуй плакат «Горіння й екологічні проблеми нашої планети».
6. Прокоментуй вислів: у дбайливих руках горіння є надійним помічником, а в недбалих — небезпечним явищем.
7. Напиши фантастичне оповідання на тему «Планета Земля без реакцій горіння».
