Химия и Химики № 6 2009
Журнал Химиков-Энтузиастов
| Оглавление | Видео опыты по химии | Видео опыты по физике | На главную страницу |
|
Химия и Химики № 6 2009 Журнал Химиков-Энтузиастов |
Демонстрация каталитического горения на оксиде хрома(III) Cr2O3 Catalytic Combustion over Chromium(III) Oxide, Cr2O3 В.Н. Витер |
|
Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter
В предыдущей статье [1] мы познакомились с каталитическим горением, а также узнали, как можно сделать модель каталитической (беспламенной) горелки на жидком, твердом или газообразном топливе. В данной статье описаны эксперименты, которые предназначены для демонстрации каталитического (беспламенного) горения перед аудиторией. Они не отличаются от описанных выше опытов по химизму процессов, но значительно отличаются по технике выполнения.
Беспламенное горение твердого топлива (сахара) на оксиде хрома
Для данного опыта можно использовать много различных видов твердого топлива: древесные опилки, сосновую хвою, вату, мелко нарезанную бумагу, уротропин и др. В качестве примера мы взяли сахар. Опыт лучше проводить в полузатемненном помещении. Возьмите 50-200 см3 порошка Cr2O3, полученного разложением бихромата аммония (NH4)2Cr2O7 и насыпьте его горкой на черную кафельную плитку. Добавьте к нему примерно 3 чайные ложки сахара (лучше использовать сахарную пудру) на каждые 50 см3 оксида хрома и перемешайте. Сверху смесь слегка притрусите сахаром. С помощью пламени газовой (например, бунзеновской) горелки подожгите смесь - равномерно по всей площади. На поверхности начнется каталитическое горение. Во многих местах оксид хрома раскалится до красного цвета, появиться белый дым. Но пламени при этом не будет. Если поднести к горящей смеси ладонь, то можно четко ощутить тепло. Осторожно подуйте на смесь - поверхностное горение усилится. Для большей наглядности в заключительной части эксперимента помещение на короткое время полностью затемняют. __________________________________________________ 1 Беспламенная горелка. (Каталитическое горение) / Catalytic burner (Catalytic combustion) [ссылка] |
Смесь оксида хрома и топлива поджигаем с помощью газовой горелки |
Беспламенное горение сахара на оксиде хрома Cr2O3 Catalytic Combustion of Sugar over Chromium(III) Oxide, Cr2O3 |
|
|
|
Беспламенное горение пропан-бутановой смеси или природного газа на оксиде хрома (III)
Данный эксперимент также лучше проводить в полузатемненном помещении. Возьмите 50-200 см3 порошка Cr2O3, полученного разложением бихромата аммония (NH4)2Cr2O7 и насыпьте его на черную кафельную плитку. Слева и сзади поставьте на ребро две другие кафельные плитки - они будут препятствовать уносу частиц оксида хрома потоком газа. Зажгите горелку, отрегулируйте поток газа так, чтобы пламя имело среднюю интенсивность, и направьте огонь на Cr2O3. Частички оксида хрома сразу же раскалятся. Уберите горелку в сторону и резко задуйте пламя. Теперь направьте поток газа из потушенной горелки на горячий оксид хрома [2]. В результате этого в том месте, где Cr2O3 контактирует с потоком газа, оксид хрома разогреется до красного каления. На поверхности катализатора образуется большая светящаяся зона. __________________________________________________ 2 Все это необходимо делать быстро - чтобы Cr2O3 не успел остыть. |
Начало эксперимента "каталитическое горение пропан-бутановой смеси" |
|
|
Если плавно водить горелку, перемещая поток газа по поверхности катализатора, то светящаяся зона будет также перемещаться. Опыт выглядит очень эффектно. Для того чтобы показать зрителям, что оксид хрома сильно разогрелся в результате "горения поверхности", а не под действием "невидимого пламени", поставьте палец на пути потока газа (на короткое время).
|
Таким способом мы можем продемонстрировать зрителям, что пламя горелки погашено и Cr2O3 раскалился за счет каталитического окисления углеводородов
|
Для большей зрелишности в помещении на короткое время гасят свет |
Осторожно усиливаем поток газа |
|
|
Если поток газа будет слишком сильный, то частички оксида хрома поднимутся в воздух в виде "огненной метели" |
|
Теперь направьте поток газа на край кучки оксида хрома. Горелку следует держать под небольшим углом к поверхности кафельной плитки. Осторожно усильте поток газа. Раскаленная зона увеличится и станет светиться ярче. В центре она будет желтой. Если поток газа слишком сильный, то частички оксида хрома поднимутся в воздух в виде "огненной метели". Для большей наглядности в помещении гасят на короткое время свет.
Эксперимент проводят под тягой - не стоит дышать пылью оксида хрома. В заключение предлагаем вам фотографии каталитического горения уротропина на оксиде хрома. |
Каталитическое горение уротропина на оксиде хрома (III) Catalytic Combustion of Hexamine over Chromium(III) Oxide, Cr2O3 |
|
