Оглавление Видео опыты по химии Видео опыты по физике На главную страницу

Химия и Химики № 5 2016

Журнал Химиков-Энтузиастов
Помощь журналуПомощь журналу Химия и Химики




Аргон гасит пламя ч.1
Argon extinguishes fire


В.Н. Витер


Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter


Аргон гасит огонь (зажигалка)
Argon extinguishes fire (lighter)
Газов, которые поддерживают горение веществ-восстановителей, сравнительно мало: кислород, воздух, оксиды азота, хлор, фтор... Многие другие газообразные вещества не поддерживают горение или поддерживают горение лишь некоторых - самых активных - восстановителей.

Классикой считаются демонстрационные эксперименты, в которых углекислый газ гасит пламя: пламя свечи, спички, зажигалки, газовой горелки и т.д. [1]. Углекислый газ тяжелее воздуха, поэтому он заполняет сосуды, помещенные дном вверх, вытесняя воздух. Углекислый газ также можно переливать из сосуда в сосуд, подобно воде. Описанные свойства диоксида углерода часто используют в демонстрационных опытах по гашению пламени. Например, горящую свечу помещают в стакан и "наливают" в него углекислый газ из бОльшей емкости - в результате пламя гаснет. Водяной пар и азот также не поддерживают горения свечи, но эти газы легче воздуха - они поднимаются вверх. Свечу можно погасить, поместив ее в атмосферу водяного пара, азота или в атмосферу таких горючих газов как водород и метан, только сосуд, в котором проводится такой опыт, должен располагаться вверх дном.

На практике для тушения пожаров используются углекислотные огнетушители и пена с углекислым газом. Недостаток углекислого газа в том, что некоторые активные вещества горят и в углекислом газе: магний, щелочные и щелочноземельные металлы. Этого недостатка лишен аргон: он также тяжелее воздуха, но не поддерживает горение даже самых активных веществ. Преимущество углекислого газа в том, что его можно получить в любой лаборатории юного химика - реакцией кислоты и карбонатов, зато аргон на практике можно "получить" только из баллона.

Другими словами, использовать аргон вместо углекислого газа для тушения горящих веществ имеет смысл только в случае магния, кальция и щелочных металлов, чтобы продемонстрировать разницу (углекислый газ поддерживает горение, аргон - нет). Погасить лучину или газовую горелку можно и с помощью углекислого газа - тут аргон не имеет никаких преимуществ.

Однако в жизни бывают разные ситуации, например, когда вещей, необходимых для получения углекислого газа нет, а баллон с аргоном стоит под рукой. Разумеется, можно сходить в магазин за уксусом, содой или мелом, купить подходящие сосуды и трубки и смастерить прибор для получения СО2, а можно просто открыть вентиль редуктора аргонового баллона...

Время от времени мы попадаем в ситуацию, когда вещи, недоступные в повседневной жизни, оказываются под рукой. Более того, эти экзотические вещи там никому не нужны. Зато привычные для нас вещи становятся недоступными или дефицитными. Приходится приспосабливаться и забивать гвозди скрипкой. Когда нет молотка, а скрипки никто не использует по назначению - это не такое уж и кощунство...

Попал и я в такую ситуацию. В помещении был баллон с аргоном, был большой пластиковый лоток, зато не было множества вещей, которые есть в каждой - даже плохо оснащенной химической лаборатории. Задача: запаять металлический натрий в ампулы - так, чтобы он не терял своего блеска. - Десятки ампул. Задача непростая, даже если все необходимое есть под рукой и вам дали достаточно времени. В моем случае это было не так. Не было почти ничего, но главным дефицитом оказалось время: работодатели сначала продали ампулы с натрием (взяли деньги у покупателей), а потом уже стали искать, кто сможет эти ампулы запаять. Работа "с сегодня на вчера"... Вместо лаборатории - помещение с двумя столами и нерабочей вытяжкой. С натрием еще ничего не вышло, а на завтра уже нужно запаивать проданный ими калий и натрий-калиевый сплав, через недельку - получать рубидий и цезий из хлоридов.

Так и до стограммовой ампулы с францием недалеко... Думаю, что поставить такую задачу у них ума хватило бы. Без всякой иронии, т.к. бизнесмены смотрят каталоги цен, а не таблицы времени полураспада радиоактивных изотопов.

Извините, отвлекся. Первоначально планировалось проводить операции по заполнению ампул натрием в большом лотке с аргоном. Материал стенок - прозрачный пластик. Как определить, заполнился ли лоток аргоном? С помощью пламени. А раз так, то почему бы не заснять сам процесс: как аргон гасит пламя зажигалки или газовой горелки. Так и поступил.

Выяснились интересные подробности. Опустим горящую зажигалку в лоток с аргоном так, чтобы она погрузилась значительно ниже уровня аргона. В результате пламя гаснет. Чтобы пламя снова загорелось, зажигалку нужно сначала вынуть из аргона, а уже потом зажечь.

Но если опустить горящую зажигалку чуть ниже уровня аргона, то нижняя часть пламени гаснет, а верхняя - продолжает гореть, причем устойчиво гореть!

Это выглядит, как "левитация пламени". В воздухе висит "кончик" пламени зажигалки на расстоянии в несколько сантиметров от самой зажигалки. А между пламенем и зажигалкой "ничего нет"!

Дело в том, что хоть зажигалка и находится в атмосфере аргона, но поток горючего газа прорывается сквозь слой инертного газа вверх и сгорает на воздухе.

Не пробовал, но думаю, что такой фокус получится и с углекислым газом вместо аргона. У данных газов близкая плотность.

Другой факт, не только любопытный, но и важный. Если лоток, заполненный аргоном, не накрывать, аргон улетучивается из него быстро - буквально за несколько минут. Даже если в помещении нет сквозняков. Дело в том, что хоть аргон и тяжелее воздуха, но аргон прекрасно смешивается с воздухом (газы вообще неограниченно смешиваются между собой - за исключением газов под высоким давлением). Чтобы инертная атмосфера сохранялась в лотке, его нужно либо накрыть, либо постоянно подавать поток аргона из баллона.

Была идея заклеить лоток полиэтиленовой пленкой, встроив в нее две длинные перчатки (при помощи скотча) - получился бы самодельный бокс для работы в инертной атмосфере. Для ввода-вывода объектов - трубка ("кишка") из полиэтиленовой пленки. Но это на будущее - если понадобятся работы в инертной атмосфере.

__________________________________________________
1 Эксперименты по тушению пламени с помощью углекислого газа есть в подборке статей: Углерод, Кремний, Германий, Олово, Свинец [ссылка], аналогичные опыты с аргоном также описаны в журнале - см. подборку: Эксперименты с аргоном [ссылка]

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)
Аргон гасит огонь (зажигалка)
Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)

Аргон гасит огонь (зажигалка). Argon extinguishes fire (lighter)






Аргон гасит пламя ч.2
Argon extinguishes fire


В.Н. Витер




Аргон гасит огонь (газовая горелка). Argon extinguishes fire (gas burner)
Благодаря большому размеру лотка с аргоном в нем можно было погасить пламя не только зажигалки, но и переносной газовой горелки. К сожалению, материал лотка (вероятно, полиэтилен) не отличался термостойкостью, поэтому нужно было следить, чтобы он не контактировал с пламенем (пламя вряд ли сразу прожжет стенки лотка, но наверняка сразу же деформирует).

Опустил в аргон зажженную горелку: в одних случаях - так, чтобы пламя располагалось горизонтально, в других - вертикально. В результате газовое пламя сначала тускнело, становилось диффузным, а плотом гасло. Если горелку вынуть из лотка и снова зажечь пламя, эксперимент можно повторить несколько раз.

Уже потом понял, что для таких экспериментов лучше использовать желтое коптящее пламя, поскольку синее газовое пламя (хороший доступ воздуха) более тусклое. Неплохо также частично затемнить помещение.

Аргон гасит огонь (газовая горелка). Argon extinguishes fire (gas burner)
Аргон гасит огонь (газовая горелка). Argon extinguishes fire (gas burner)

Аргон гасит огонь (газовая горелка). Argon extinguishes fire (gas burner)

Аргон гасит огонь (газовая горелка). Argon extinguishes fire (gas burner)

Аргон гасит огонь (газовая горелка). Argon extinguishes fire (gas burner)

Аргон гасит огонь (газовая горелка). Argon extinguishes fire (gas burner)

Аргон гасит огонь (газовая горелка). Argon extinguishes fire (gas burner)

Аргон гасит огонь (газовая горелка). Argon extinguishes fire (gas burner)

Аргон гасит огонь (газовая горелка). Argon extinguishes fire (gas burner)

Аргон гасит огонь (газовая горелка). Argon extinguishes fire (gas burner)

Аргон гасит огонь (газовая горелка). Argon extinguishes fire (gas burner)

Аргон гасит огонь (газовая горелка). Argon extinguishes fire (gas burner)



<Эксперименты с аргоном>

<Химические вулканы и Фараоновы змеи ч.2> <Химические вулканы ч.1> < Опыты со щелочными металлами > < Опыты со щелочными металлами 1 > [Эксперименты с ацетиленом] [Эксперименты с ацетиленом, метаном, пропаном и бутаном] [Эксперименты с ацетиленом, метаном, пропаном и бутаном 2] <Эксперименты с пропан-бутановой смесью 1> <Эксперименты с пропан-бутановой смесью 2> <Эксперименты с фосфором ч.1> <Эксперименты с фосфором ч.2> <Эксперименты с водородом 1> <Эксперименты с водородом 2> <Эксперименты с водородом 3> <Хлористый азот (трихлорид азота). Иодистый азот (нитрид иода)> <Перекись ацетона, ГМТД, органические перекиси> <Черный порох> <Кумулятивный эффект (№5 2011)> <Нитроглицерин, Этиленгликольдинитрат, Нитроэфиры, Нитропроизводные> <Огонь от капли воды (№1 2012)> <Огонь на ладони (Холодный огонь)> <Ртуть, Амальгамы, Соединения Ртути>
<Опыты по химии - видео, фотографии, описание, обсуждение (Обсудить на форуме)> [Отправить Комментарий / Сообщение об ошибке]