Химия и Химики № 3 2013. Опыты с гремучим газом

Взрыв гремучего газа в стеклянных сосудах
Бутылка 0.5 л, бутылка 1 л и банка 1 л

Взрывы гремучего газа в ПЭТФ бутылках, воздушных шариках, мусорных пакетах и других мягких оболочках имеют то преимущество, что они сравнительно безопасны, т.к. перечисленные емкости практически не дают осколков, способных серьезно ранить [1].

После серии опытов с "мягкими емкостями" я решил провести аналогичные эксперименты со стеклянными сосудами. Разумеется, меры безопасности пришлось принять более серьезные.

Для начала наполнил гремучим газом стеклянную бутылку из-под пива. Поместил ее в кольцо, закрепленное в лапке штатива (дном вверх, поскольку гремучий газ легче воздуха). Для защиты от возможных осколков сзади и с боков поставил листы фанеры, камеру прикрывало толстое стекло. Снизу под стеклом была небольшая щель, предназначенная для того, чтобы можно было просунуть горящую свечу, закрепленную на длинной трубке. Не надеясь на защиту, надел маску из оргстекла.

В более ранних экспериментах [2] колбы на 300 мл взрыв гремучего газа превращал в мелкие осколки. В этот раз объем гремучего газа был больше (500 мл), но и стенки пивной бутылки были гораздо толще, чем колбы. Я ожидал, что бутылку разорвет, коллега сказал, что она может уцелеть.

Зажег свечу, просунул ее под стекло и поднес к горлышку бутылки. Произошел громкий взрыв, который сопровождался желтой вспышкой. Бутылку опрокинуло, вырвало из штатива, но бутылка уцелела.

Во втором эксперименте я наполнил гремучим газом литровую бутылку из-под гексана. Сомнений не было, что при взрыве бутылку разорвет, поэтому закрыл бутылку пластмассовой пробой и пошел в лес. На герметичность пробки полагаться было нельзя, поэтому я зафиксировал бутылку в сумке так, чтобы она все время стояла вертикально (вниз горлышком).

Когда пришел на место, установил бутылку горлышком вверх, на пробку положил вату, пропитанную парафином, между пробкой и ватой поместил газету, которая должна была сыграть роль замедлителя. Сверху полил вату гексаном - чтобы она сразу загорелась.

Попробовал зажечь газету, но дул сильный ветер, который гасил пламя. Пришлось поджечь непосредственно ватку с гексаном и быстро отбежать (в случае, если бы пробка была негерметичной, взрыв произошел бы сразу).

Камера была установлена в 4.5 метрах, я был на два метра дальше, единственной защитой были очки.

Взрыв произошел примерно через полминуты. Наблюдалась желтая вспышка, во все стороны полетели осколки стекла. Один осколок приземлился возле меня, но серьезной опасности он не представлял, т.к. за счет сопротивления воздуха он успел потерять кинетическую энергию. Позже нашел только дно бутылки, все остальное разлетелось на мелкие кусочки.

Камеру, пожалуй, я поставил слишком далеко, но она не имела никакой защиты (полевые условия), а предвидеть заранее силу взрыва (а главное - поражающее действие осколков) было невозможно. Интересно, что звук взрыва был сравнительно негромким: не сильнее, чем в случае ПЭТФ бутылки на 1.5л.

В третьем опыте я решил взорвать гремучий газ в литровой стеклянной банке (такие банки используют для консервирования). Наполнил банку водой, опустил в пневматическую ванну, закрыл капроновой крышкой с отверстием, через которое вставил газоотводную трубку.

При взрыве банку, скорее всего, разорвет, поэтому для защиты от осколков подготовил картонный ящик. В ящике установил две досточки. Когда банка наполнилась гремучим газом, поместил ее на досточки внутри ящика. Снизу под крышкой был зазор, который позволял поднести пламя свечи к отверстию. Для защиты камеры поставил экран из толстого стекла, закрепив его в лапке штатива. Под экраном был зазор, чтобы просунуть свечу.

Когда поднес пламя к отверстию, произошел громкий взрыв (в ушах звенело), банку подбросило, ящик перевернулся на бок, экран выдернуло из лапки штатива, он упал и чуть не разбился. Но главное, что и банка, и капроновая крышка уцелели. В данном случае банку не разорвало благодаря широкому отверстию, в которое и "ушла" взрывная волна. Энергия взрыва пошла не на разрушение стекла, а на то, чтобы подбросить банку за счет реактивного эффекта.

_____________________________________________________________
¹ Разве что при попадании осколка в глаз, но для этого существуют защитные очки или маска.

² См. статью Опыты с водородом ч. 6. Получение и взрыв гремучего газа [ссылка]

Смотреть Видео (120 Мб, .avi )