Эксперименты с пропан-бутановой смесью
Experiments with Propane-Butane Mixture
В.Н. Витер
| Оглавление 2 2010 / Оглавление 3 2010 | Видео опыты по химии | Видео опыты по физике | На главную страницу |
|
Химия и Химики № 2 и 3 2010 Журнал Химиков-Энтузиастов |
|
|
Эксперименты с пропан-бутановой смесью Experiments with Propane-Butane Mixture В.Н. Витер |
|
|
Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter
Природный газ, который подается в бытовую сеть, состоит в основном из метана с примесью азота, углекислого газа, этана, пропана, бутана и небольшого количества других компонентов. В бытовых газовых баллонах, зажигалках и для заправки легковых автомобилей используют не природный газ, а пропан-бутановую смесь. Дело в том, что метан невозможно превратить в жидкое состояние при комнатной температуре [1] - даже при очень высоком давлении. А пропан и бутан переходят в жидкое состояние довольно легко. Следовательно, в газовый баллон поместится значительно больше сжиженного пропана и бутана, чем сжатого метана.
Но есть и другая существенная разница между метаном и пропан-бутановой смесью: метан легче воздуха, а пропан и бутан - значительно тяжелее. Подобно углекислому газу пропан-бутановая смесь способна заполнять сосуды, поставленные отверстием вверх, растекаться по плоским поверхностям и собираться в низинах. Но в отличие от CO2 углеводороды горючи и легко воспламеняются от малейшей искры. Описанные ниже эксперименты опасны, поэтому мы рекомендуем их воспроизводить только опытным химикам. Пропан-бутановая смесь тяжелее воздуха Propane-Butane Mixture is Heavier than Air Произойдет сильная вспышка - газ в лотке, а также газ, который растекся по столу, загорится. Горение будет продолжаться около 5 сек. Ни в коем случае не наклоняйтесь над столом и держитесь подальше от пламени. __________________________________________________ 1 Метан превращается в жидкость при температуре -161°C и атмосферном давлении. Критическая температура метана -82.3°C. Выше этой температуры метан не переходит в жидкое состояние даже при очень высоком давлении. При давлении 1 атм. температура кипения пропана и бутана -42.1 и -0.5°C соответственно. Температура кипения изобутана -11.7°C. |
Горение пропан-бутановой смеси Combustion of Propane-Butane Mixture |
|
|
|
|
При покадровом просмотре начала эксперимента видно, как бледно-синий фронт горения пробегает по границе воздух - углеводороды, после чего следует яркая желтая вспышка
|
|
|
|
|
|
|
Через несколько секунд пламя погаснет |
Эксперимент 2 
|
|
|
|
|
 |
Горение пропан-бутановой смеси в стакане Combustion of Propane-Butane Mixture in a Glass |
|
|
|
|
|
|
Обратите внимание на фронт горения на поверхности стола. |
|
 |
Горение пропан-бутановой смеси в трехлитровой банке Combustion of Propane-Butane Mixture in a Three-Liter Jar |
|
 |
Горение пены, содержащей пропан-бутановую смесь Burning Foam in a Glass (soap foam filled with propane-butane) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
Эксперимент 2  |
|
|
|
|
 |
Горение пропан-бутановой пены в лотке Burning Foam in a Tray (soap foam filled with propane-butane) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
Огонь на ладони. (Пена, наполненная пропан-бутановой смесью) Flame on the Hand - "Cold Fire". (Burning Soap Foam Filled with Propane-Butane Mixture) Пальцы следует держать горизонтально, поджигайте пену сбоку, ни в коем случае не наклоняйтесь над рукой! Если вы будете держать ладонь слишком близко к лотку, газ и пена в лотке могут вспыхнуть, что грозит ожогами [2]. __________________________________________________ 2 После выхода данной статьи в журнале было описано много аналогичных экспериментов. См. например, подборку Огонь на ладони ("Холодный огонь") [ссылка] |
Огонь на ладони (пена, наполненная пропан-бутановой смесью) Flame on the Hand - ''Cold Fire'' (Burning Soap Foam Filled with Propane-Butane Mixture) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
Горящие мыльные пузыри (наполненные пропан-бутановой смесью) Burning Soap Bubbles (Filled with Propane-Butane Mixture) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Когда на трубку подули сбоку, пламя "оторвалось" от источника |
Зимний лес |
Горение шарика с пропан-бутановой смесью Explosion of Balloon (Filled with Propane-Butane Mixture) |
|
|
Можно заметить, что картинка в центре "расплывается", становится нерезкой. Это выходит из шарика газ. Дело в том, что на границе пропан-бутановой смеси и воздуха происходит преломление лучей света.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
Переливание и горение пропан-бутановой смеси Transfusion of Propane-Butane Mixture |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
Переливание пропан-бутановой смеси Transfusion of Propane-Butane Mixture |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Во время одного из повторов эксперимента произошел интересный случай. Чтобы поджечь газ, бросили горящую бумажку. Но бумажка перелетела зону, где растеклась пропан-бутановая смесь и спокойно продолжила гореть с противоположной стороны. Когда экспериментатор немного сдвинул бумажку к себе, произошла вспышка. |
|
|
|
|
|
|
 |
Горение пропан-бутановой смеси над водой Combustion of Propane-Butane Mixture over Water (Water Trap Model) |
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
Техника безопасности Все опыты выполняйте в очках или защитной маске, ни в коем случае не наклоняйтесь, над местом, где будет вспышка. Газовый баллон следует защитить от возможного действия пламени и держать на расстоянии (не так, как показано на фотографиях!). Помните, что пропан-бутановая смесь хорошо растекается по плоским поверхностям (лабораторный стол, пол) и может загореться от пламени, расположенного в нескольких метрах от источника газа. |
 |
 |