Химия и Химики № 1 2015. Эксперименты с ацетиленом

Взрыв ацетилена (бутылка 1 л)

Решил повторить эксперимент по взрыву смеси ацетилена и воздуха в шестилитровой бутылке, но с более низкой концентрацией ацетилена (опыт описан в предыдущей части статьи). В этот раз взял 1 г карбида кальция на шестилитровую бутылку, сделал все аналогично предыдущему эксперименту. В результате вышел "пшик" - слабая, неприметная вспышка.

Другим запланированным экспериментом был взрыв литровой ПЭТФ (полиэтилентерефталат) бутылки за счет внутреннего давления ацетилена, который образуется в результате реакции карбида кальция и воды. Бутылку не планировал поджигать: взрыв должен был произойти исключительно за счет разрушения стенок под действием внутреннего давления. Вместо карбида кальция и воды можно было бы взять и другие вещества, которые выделяют при реакции газообразные продукты.

Взял литровую бутылку (из-под Кока-Колы), налил в нее миллилитров 60 воды. Просунул в горлышко полиэтиленовый кулек, поместил в него 21.45 г карбида кальция (так, чтобы кулек во время "загрузки" карбидом оставался сверху и не упал преждевременно в воду), запихнул весь кулек в бутылку, закрутил пробку и встряхнул содержимое. Поставил по бокам бутылки две половинки кирпича - чтобы она не упала, когда раздуется. Началась бурная реакция карбида кальция с водой. Бутылка стала раздуваться, послышался характерный треск стенок - обычно такое бывает перед взрывом.

Молярная масса карбида - 64.10 г/моль, один моль карбида эквивалентен 1 молю ацетилена, 1 моль ацетилена при нормальных условиях занимает объем 22.4 л. Следовательно, внутри бутылки должно образоваться 22.4·21.45/64.10 = 7.5 л ацетилена (в пересчете на нормальные условия). Но учитывая, что объем фиксирован и весь этот газ находится в бутылке объемом 1 л, то избыточное давление будет 1·7.5/1 = 7.5 атм.

Я надеялся, что такого давления будет достаточно, чтобы разорвать литровую ПЭТФ бутылку. И треск стенок укреплял уверенность. Но реакция в бутылке закончилась, а взрыва не последовало - стенки выдержали.

Пришлось прибегнуть к варианту "Б" - химический взрыв. Сбоку прислонил к бутылке вату, смоченную керосином и бумагу. Зажег бумагу, отошел. Взрыв ожидался громкий - это я помнил. Через несколько секунд стенки бутылки прогорели - из отверстия ударило желтое пламя, как из автогена. Потом произошел громкий взрыв, который сопровождался желтой вспышкой. Один кирпич сбросило с пенька, другой просто упал, бутылку подбросило - она приземлилась через несколько метров. Вывод простой: для успешного взрыва смеси воздуха и ацетилена большое значение имеет давление. Смесь при повышенном давлении взрывается хорошо, при атмосферном давлении - когда как. Более того, чистый ацетилен способен взрываться при повышенном давлении, даже когда нет окислителей (достаточно энергии разложения самого ацетилена).

Смотреть Видео (62 Мб, .avi )