Химия и Химики № 3 2014. Эксперименты с метаном и газовые горелки

Горение воздуха в атмосфере метана (стакан)

После опыта с горением воздуха в газовой горелке попробовал еще один вариант данного эксперимента, аналогичный тому, что я делал с пропан-бутановой смесью. В трехлитровую банку набирал углеводороды и, не прекращая подачу пропан-бутановой смеси, поджигал ее у горлышка банки. После этого вносил в банку колбы и стаканы с воздухом. Воздух загорался в пламени у горлышка и сгорал в среде пропана и бутана.

С метаном техника эксперимента схожая - с той разницей, что метан легче воздуха и банку необходимо перевернуть вверх дном. Поставил банку на кольцо, закрепленное в штативе. Через трубку подавался метан. Воздух планировал внести в атмосферу метана в стакане, привязанном на медной проволоке (так, чтобы стакан был отверстием вверх - это важно).

Сразу же выяснилось ограничение: стаканы на 300 мл проходили в горлышко банки, но не проходили в кольцо штатива - пришлось взять стакан на 100 мл.

Зажег метан и внес в банку стакан. Воздух в среде метана загорелся тусклым синим пламенем: вниз медленно опустился синий фронт. По сравнению с пламенем метана в атмосфере воздуха, горение воздуха в атмосфере метана выглядело невзрачно. Во время первых попыток - пока стекло было еще холодным, стакан запотел - на поверхности конденсировались крохотные капли воды, которая образовалась при горении.

В большинстве случаев пламя воздуха в метане было синим, но иногда появлялись желтые зоны. Желтый цвет может быть обусловлен не только частичками углерода, но и характерным излучением атомов натрия (например, из состава стекла).

После прекращения горения, когда я вынимал стакан из банки в атмосферу воздуха, пламя вспыхивало снова - это метан, который успел заполнить стакан, горел на воздухе.

Визуально горение воздуха в атмосфере метана было хорошо заметно, хотя и выглядело невзрачно. Со съемкой опыта дело обстояло хуже: внешнее пламя метана у горлышка банки (на воздухе) сильно мешало. В динамике еще можно было различить, какое пламя горит снаружи банки, а какое - внутри. А вот на отдельных кадрах, взятых из видео, различить "внешнее" и "внутреннее" пламя можно не всегда.

Я решил заснять опыт в темноте. Визуально все хорошо было видно, но при просмотре снятого видео ожидал неприятный сюрприз: в темноте был почти незаметен стакан, в котором горел воздух. Видно горение метана у горлышка банки, видно, что что-то там горит внутри банки - и все. Получились только те кадры, где содержимое банки было освещено внешним пламенем метана - когда оно было достаточно желтым и ярким. Таким образом, внешнее пламя превратилось из помехи в союзника.

Смотреть Видео (266 Мб, .avi )