024. Приготування і вибух гримучої суміші
Суміш водню і кисню – вибухонебезпечна, це "гримучий газ".
Справа в тому, що водень згорає в кисні з виділенням великої кількості теплоти:
2H2 + O2 = 2H2O +Q
Для початку реакції досить піднести до суміші запалений сірник. За рівнянням реакції дві молекули водню реагують з однією молекулою кисню, значить оптимальне співвідношення водню і кисню – два до одного.
У нашому досліді використовується не чистий кисень, а повітря, в якому кисню тільки п'ята частина (21%). Тому "гримуче", найбільш вибухонебезпечне співвідношення водень – повітря становить два до п'яти. Перевіримо це на практиці. Приготуємо кілька варіантів суміші водню з повітрям.
Три пробірки заповнені водою на 1/3, 1/2 і 2/3 об'єму. Місце води займе водень. Решту об’єму займає повітря. Водень буде надходити по газовідвідній трубці з колби з хлоридною кислотою і цинком:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
Співвідношення водень повітря в першій пробірці складе 1: 2, в другій 1: 1, а в третій 2: 1. Гримуче співвідношення водень-повітря 2 : 5, і в першій пробірці – майже таке ж співвідношення. Тому вибух в першій пробірці є найсильнішим.
Накопичення водню – небезпечні, на виробництві важливо не допускати накопичення водню в гальванічних цехах, де водень виділяється у великих об’ємах при нанесенні захисних покриттів на метали. Вибух водню загрожує руйнуванням будівлі.
Обладнання: штатив, пробірки, пробіркотримач, скляний циліндр з водою, пробірка з газовідвідною трубкою, пінцет, скіпка.
Техніка безпеки. Слід дотримуватися правил роботи з горючими газами і правил роботи з кислотами.
Постановка досліду – Олена Махіненко, текст – к.п.н. Павло Беспалов.