ДІЗНАЄТЕСЯ, ЗРОЗУМІЄТЕ, ВИКОРИСТАЄТЕ
Які хімічні перетворення називають горінням, окисненням?
Горіння — це хімічна реакція окиснення речовини, яка супроводжується виділенням тепла та світла (полум’ям). Окиснення — ширший термін, який означає взаємодію речовини з киснем чи іншим окисником зі зміною її хімічного складу.
За яких умов загоряється паливна речовина?
Для загоряння потрібні дві умови одночасно:
- Контакт речовини з киснем (повітрям).
- Нагрівання до температури займання.
Як гасять пожежі?
Пожежу гасять шляхом усунення умов горіння. Для цього перекривають доступ повітря (використовують ковдру, пісок, ґрунт або вуглекислотні вогнегасники) або охолоджують матеріал водою нижче температури його займання.
Поясніть, чому речовину не треба постійно підпалювати.
Реакція горіння виділяє тепло (екзотермічний процес). Цього тепла достатньо для нагрівання сусідніх частин речовини до температури займання, тому горіння підтримує саме себе без постійного підпалювання.
Чому для гасіння пожеж найчастіше використовують воду?
Вода має високу теплоємність, тому швидко охолоджує предмети нижче температури займання. Також під час випаровування утворюється пара, яка перекриває доступ кисню до вогню.
ВІДШУКАЙМО
За матеріалами з інтернету з’ясуйте, які інші речовини не гасять водою і чому.
Водою заборонено гасити:
- Електроприлади під напругою, бо вода проводить струм.
- Легкозаймисті рідини (бензин, олія), які легші за воду. Вони спливають і продовжують горіти, розтікаючись довкола.
- Лужні метали (літій, натрій, калій), оскільки вони реагують з водою, виділяючи водень, що призводить до вибуху.
ПОМІРКУЙМО
Складіть відповідне хімічне рівняння (щодо утворення на поверхні алюмінію плівки оксиду $Al_2O_3$).
Рівняння окиснення алюмінію: $$4Al + 3O_2 = 2Al_2O_3$$
Як можна запобігти псуванню харчових продуктів, спричиненому дією кисню?
Для цього потрібно обмежити контакт їжі з киснем: використовувати вакуумне пакування, герметичну тару або інертний газ (азот). Зберігання в холодильнику також сповільнює окиснення завдяки низькій температурі.
ЗАВДАННЯ
Чи є будь-яке горіння окисненням і навпаки?
Будь-яке горіння — це окиснення, бо речовина взаємодіє з окисником. Але не кожне окиснення є горінням. Іржавіння, дихання чи гниття — це повільне окиснення, яке проходить без полум’я та різкого нагрівання.
ВІДШУКАЙМО
Відшукайте в інтернеті відео або інструкцію, як користуватися вогнегасником.
Правила користування вогнегасником:
- Зірвати пломбу і витягнути чеку.
- Спрямувати шланг на основу полум’я.
- Натиснути важіль.
- Гасити з навітряного боку, рівномірно покриваючи вогонь.
ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ
Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про реакції горіння та окиснення, способи гасіння пожеж.
Висновки: горіння — це швидке окиснення з виділенням світла і тепла. Воно потребує горючої речовини, кисню та нагрівання до температури займання. Окиснення буває повільним (без полум’я). Гасіння пожежі полягає в охолодженні матеріалу або перекритті доступу кисню.
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.
Запитання: Чому залізо яскраво горить у чистому кисні, а на повітрі лише іржавіє?
Відповідь: Швидкість реакції визначається концентрацією реагентів. Повітря містить близько 21% кисню, а чистий кисень — 100%. Висока концентрація прискорює окиснення, перетворюючи його на горіння.
ПЕРЕВІРМО СЕБЕ
Яке явище називають горінням? Назвіть умови, необхідні для перебігу цього процесу.
Горіння — це реакція окиснення з виділенням тепла і світла. Для нього потрібні горюча речовина, кисень та досягнення температури займання.
Як можна загасити полум’я?
Полум’я гасять перекриттям доступу повітря (ковдрою, піною, порошком) або зниженням температури (водою).
Який із термінів — «горіння» чи «окиснення» — є більш загальним? Відповідь обґрунтуйте.
«Окиснення» — більш загальне поняття. Воно включає всі процеси взаємодії з киснем (віддачу електронів), навіть ті, що йдуть повільно і без полум’я. Горіння є різновидом швидкого окиснення.
ВИКОНАЙМО ВПРАВУ
Основу сухого пального становить речовина, формула якої — $(CH_2)_6N_4$ (уротропін). Складіть рівняння реакції горіння цієї речовини, якщо утворюються два оксиди і проста речовина, які є в повітрі.
$$(CH_2)_6N_4 + 9O_2 = 6CO_2 + 6H_2O + 2N_2$$
Бензин — це суміш сполук Карбону з Гідрогеном. Перетворіть схему горіння бензину ($C_nH_m + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$) на хімічне рівняння, використавши в коефіцієнтах літери $n$ і $m$.
$$C_nH_m + \left(n + \dfrac{m}{4}\right)O_2 = nCO_2 + \dfrac{m}{2}H_2O$$
ПОМІРКУЙМО
Чи можна стверджувати, що в лампочці розжарювання відбувається горіння металевої (вольфрамової) спіралі? Чому?
Ні. У лампочці немає кисню (лише вакуум або інертний газ), тому хімічного горіння не відбувається. Світіння спіралі — це фізичне явище, спричинене нагріванням від електричного струму.
ВІДШУКАЙМО
За матеріалами з інтернету з’ясуйте, які речовини називають антипіренами і для чого їх використовують. Занотуйте назви кількох таких речовин.
Антипірени — добавки для зниження горючості матеріалів (деревини, пластику). Вони перешкоджають займанню або уповільнюють горіння. Приклади: борна кислота, фосфати амонію, гідроксиди алюмінію $Al(OH)_3$ та магнію $Mg(OH)_2$.
СТВОРЮЙМО ПРОЄКТ
Зберіть інформацію про типи вогнегасників, їх роботу, сфери використання і зробіть презентацію для свого класу.
- Водяні: заповнені водою. Заборонено використовувати для електроприладів.
- Вуглекислотні (ВВ): містять зріджений $CO_2$. Охолоджують і витісняють кисень. Підходять для електроустановок та офісів (не шкодять речам).
- Порошкові (ВП): розпилюють порошок, який перекриває доступ кисню. Універсальні (підходять для рідин, газів, твердих тіл та електроустановок до 1000 В).
- Повітряно-пінні (ВВП): генерують піну. Гасять тверді тіла та рідини. Заборонені для електроустановок, оскільки піна є провідником струму.
У КОМАНДІ
Обговоріть, які якості потрібно мати чоловікові / жінці, професія яких пов’язана з рятуванням людей від вогню.
Рятувальнику необхідні фізична витривалість, стресостійкість, дисципліна та вміння швидко діяти в критичних ситуаціях. Також потрібні знання фізики та хімії процесів горіння.
ФОРМУЙМО СЛОВНИЧОК
Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.
Горіння (combustion), окиснення (oxidation), температура займання (ignition temperature), кисень (oxygen), паливо (fuel), вогнегасник (fire extinguisher), чадний газ (carbon monoxide).
ОЦІНЮЙМО СВОЇ ЗНАННЯ
Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.
| Що я знаю та вмію | Рівень моїх знань |
|---|---|
| Даю визначення реакції горіння | Високий |
| Називаю умови виникнення горіння | Високий |
| Розрізняю горіння та повільне окиснення | Середній |
| Знаю засоби пожежогасіння | Високий |
| Розумію хімізм процесів окиснення | Високий |
МІРКУЄМО, ПОРІВНЮЄМО, АНАЛІЗУЄМО
Поясніть, чому внаслідок горіння парафіну замість води не утворюється водень.
Під час горіння парафіну Гідроген у його складі взаємодіє з киснем. За високої температури водень ($H_2$) одразу окиснюється з утворенням стійкої сполуки — води ($H_2O$). Спрощене рівняння: $4H + O_2 = 2H_2O$.
МІРКУЄМО, ПОРІВНЮЄМО, АНАЛІЗУЄМО
У трьох закритих посудинах без етикеток містяться повітря, кисень і вуглекислий газ. Як би ви визначили вміст кожної посудини?
Це можна зробити за допомогою тліючої скіпки:
- У кисні ($O_2$) вона яскраво спалахне.
- У повітрі продовжить тліти без змін.
- У вуглекислому газі ($CO_2$) одразу згасне.