Химия и Химики № 5 2013. Огонь на ладони (пена с ацетиленом)

В прошлом пришлось проделать немало вариантов эксперимента Огонь на ладони [1]. Одна из самых безопасных разновидностей этого опыта - вспышка (или взрыв) пены с горючим газом: пропан-бутановой смесью, бутаном, водородом, гремучим газом водород-кислород [2]. Логично было бы использовать в качестве горючего газа ацетилен: яркое коптящее пламя на ладони должно произвести впечатление на зрителей, но замысел столкнулся с неожиданными трудностями.

Ацетилен я получал реакцией карбида кальция с водой в колбе, снабженной пробкой с газоотводной трубкой. Поток газа направлял в кристаллизатор с мыльным раствором (жидкое моющее средство для посуды Gala). Но, увы: оказалось, что пена с ацетиленом почти не образуется, а та, что все-таки образуется, крайне неустойчива. По-видимому, причина неустойчивости пены в том, что газ содержал аэрозоль гидроксида кальция. Замысел пришлось отложить.

Недавно я решил повторить этот эксперимент, поставив на пути ацетилена промывную склянку с водой: газ перед тем, как попасть в мыльный раствор, проходил через слой воды в промывалке - этим я надеялся освободить ацетилен от аэрозоля гидроксида кальция. (Кроме того, если в колбе-реакторе недостаточно воды, ацетилен образуется горячим, что плохо сказывается на стабильности пены; в промывалке же газ охлаждается.)

Оказалось, что пена в данном случае получается, но она все равно была гораздо менее устойчива, чем, например, пена с воздухом. Поэтому приходилось бросать в колбу с водой большой кусочек карбида кальция (объемом более 1 см³) - чтобы ацетилен выделялся быстро, в противном случае пена лопалась с такой скоростью, что она не успевала накапливаться в кристаллизаторе.

Проводить опыт было неудобно: сначала я правой рукой брал кусок карбида кальция и помешал его в колбу с водой, закрывал пробку - естественно, рука, которой я брал карбид, должна быть сухой. Начиналась бурная реакция, в кристаллизаторе образовывалась пена с ацетиленом: я быстро набирал ее в левую руку. Левую руку перед экспериментом необходимо смочить мыльным раствором - иначе пена от контакта с сухой кожей будет быстро лопаться. Другими словами, правая рука должна быть абсолютно сухой, левая - мокрой. Это причиняло неудобства (учитывая, что опыт пришлось повторять десятки раз).

Но все неудобства компенсировались увиденным. Когда я подносил пламя зажигалки к пене с ацетиленом, происходил хлопок, образовывалось желтое коптящее пламя. Пламя было достаточно ярким и нередко слепило камеру (но не глаза).

Эксперимент выглядел красиво, но угрожал необходимостью провести генеральную уборку: копоть в виде хлопьев летала по всей лаборатории. Как правило, неприятных ощущений не было, но если пены на ладони было слишком много, горение затягивалось и чувствовалось жжение. Кроме того, дышать копотью было неприятно.

В большинстве случаев одного кусочка карбида кальция хватало на 1-2 раза, после чего выделение ацетилена продолжалось, но было уже недостаточно сильным, чтобы в кристаллизаторе накопилась пена.

Когда я ради интереса попробовал бросить несколько кусочков карбида кальция в мыльный раствор, оказалось, что ацетилен выделяется, но пена при этом практически не образуется.

______________________________________________________________
¹ См., например, подборку Огонь на ладони ("Холодный огонь") [ссылка]

² См. подборки Эксперименты с водородом 2 [ссылка]; Эксперименты с водородом 3 [ссылка]; Эксперименты с пропан-бутановой смесью [ссылка].

Смотреть Видео (46 Мб, .avi ) Смотреть Видео 2 (45 Мб, .avi ) Смотреть Видео 3 (111 Мб, .avi )