"Химия", Еремин В.В., Кузьменко Н.Е., Дроздов А.А. и др./ Под ред. Лунина В.В.
Горение — химическая реакция вещества с кислородом, при которой выделяются теплота и обычно свет. Кислород для реакции может поступать из воздуха, поэтому горение происходит не только в чистом кислороде. Чтобы оно началось, вещество нужно нагреть до температуры воспламенения. При горении исходное вещество превращается в новое — обычно оксид. Сравнение горения магния, угля и серы помогает увидеть, как разные вещества реагируют с кислородом и как распознавать продукты реакции.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Горение — быстрое химическое взаимодействие вещества с кислородом, сопровождающееся выделением теплоты и обычно света. При этом исходное вещество превращается в новое, поэтому горение относят к химическим реакциям. Это определение помогает отличить горение от простого нагревания, при котором состав вещества не меняется.
Кислород — компонент воздуха, который поддерживает горение и расходуется при нём. В воздухе кислород смешан с другими газами, поэтому горение на воздухе часто идёт менее интенсивно, чем в чистом кислороде. Зная роль кислорода, можно определить, какие вещества вступают в реакцию и почему для неё нужен доступ воздуха.
Оксид — соединение, состоящее из двух химических элементов, один из которых — кислород. При горении простое вещество соединяется с кислородом, и образуется оксид: например, магний даёт оксид магния. Понятие «оксид» позволяет назвать продукт горения и понять, что он отличается по составу от исходного вещества.
Во время горения частицы вещества взаимодействуют с частицами кислорода воздуха. В результате образуется продукт с новым составом, а значит, меняются химические свойства вещества. Именно появление нового вещества показывает, почему горение — химическая реакция, а не только нагрев или переход из одного агрегатного состояния в другое.
Чтобы реакция началась, вещество сначала нужно нагреть до температуры воспламенения — температуры, при которой оно может загореться. До этого частицы ещё не взаимодействуют достаточно быстро для заметного горения. После воспламенения реакция выделяет теплоту, и она нагревает новые участки вещества, поэтому горение может продолжаться, пока есть топливо и доступ кислорода.
При горении магний ярко светится и превращается в белый порошок — оксид магния. Словесное уравнение этой реакции: магний + кислород → оксид магния. Уголь, основная часть которого — углерод, горит с выделением тепла и образует оксид углерода; словесно это записывают так: углерод + кислород → оксид углерода.
Сера при горении плавится и горит голубым пламенем, а продуктом реакции становится оксид серы. Словесное уравнение: сера + кислород → оксид серы. Примеры показывают, что общий реагент у этих реакций один — кислород, но продукты различаются, потому что исходными веществами служат разные химические элементы.
У разных веществ при горении можно наблюдать свечение, выделение теплоты, изменение цвета или состояния исходного вещества. Например, твёрдый магний после реакции становится порошкообразным продуктом, а сера сначала плавится. Наблюдения помогают сравнить исходное вещество с продуктом, однако решающим признаком химического превращения служит образование нового вещества.
Горение может идти как в чистом кислороде, так и на воздухе, потому что воздух содержит кислород. Но в чистом кислороде его больше и он непосредственно окружает горящее вещество, поэтому реакция обычно протекает ярче и быстрее. На воздухе часть объёма занимают другие газы, которые в этой реакции не расходуются, и кислород поступает к веществу в меньшем количестве.
| Вещество | Наблюдения при горении | Продукт реакции | Словесное уравнение |
|---|---|---|---|
| Магний | Горит ярким белым светом, образуется белый порошок. | Оксид магния | Магний + кислород → оксид магния |
| Уголь (углерод) | Раскаляется, выделяет тепло; образуется газообразный продукт. | Оксид углерода | Углерод + кислород → оксид углерода |
| Сера | Плавится, затем горит голубым пламенем. | Оксид серы | Сера + кислород → оксид серы |
Сначала найдите в таблице исходное вещество, затем сопоставьте наблюдения с продуктом реакции. Словесное уравнение показывает, какие вещества вступили в реакцию и что образовалось. При чтении учитывайте, что кислород — реагент, а не название всей воздушной смеси.
Условие. Определите, какие вещества вступают в реакцию и какой продукт образуется при горении магния в кислороде. Нужно не просто назвать наблюдаемый свет, а установить исходные вещества и результат химического превращения. Для этого используем определение горения и знаем, что магний образует оксид.
Ответ: реагенты — магний и кислород; продукт — оксид магния. Словесное уравнение: магний + кислород → оксид магния. Оно показывает изменение состава, а яркий свет служит наблюдаемым признаком процесса.
Условие. Составьте словесные уравнения реакций горения углерода и серы в кислороде. Для каждой реакции нужно указать оба реагента и продукт. Подсказка в том, что кислород соединяется с тем простым веществом, которое горит, образуя соответствующий оксид.
Ответ: углерод + кислород → оксид углерода; сера + кислород → оксид серы. В каждом случае название продукта связано с названием исходного элемента и кислорода. Это словесные уравнения: они передают ход реакции словами, а не химическими формулами.
Условие. При горении вещества образовался оксид серы. Как определить, какое вещество горело, и почему нельзя заключить, что реакция шла именно на чистом кислороде? Здесь важно разделить два вывода: о составе исходного вещества и о среде, в которой шла реакция. Один и тот же кислород может поступать и из чистого газа, и из воздуха.
Ответ: горела сера; по образованию оксида нельзя утверждать, что реакция шла именно в чистом кислороде. В обоих случаях источником кислорода может быть кислород, но воздух представляет собой смесь газов. Поэтому название продукта указывает на элементы реакции, а не на то, чистым ли был кислород.
Ошибка: считать горением любое свечение или выделение тепла. Такие признаки заметны и при процессах, которые сами по себе не доказывают реакцию с кислородом. Ошибку допускают, когда судят только по внешнему виду и не проверяют, изменился ли состав вещества. Проверьте себя: есть ли кислород среди реагентов и образовался ли новый продукт?
Ошибка: думать, что горение возможно только в чистом кислороде. Чистый кислород усиливает горение, поэтому его легко принять за обязательное условие. Однако кислород есть и в воздухе, и многие вещества горят там, хотя обычно менее интенсивно. Чтобы проверить себя, вспомните: для реакции нужен кислород, но он не обязательно должен быть чистым.
Ошибка: путать кислород воздуха с воздухом целиком. Воздух — смесь газов, но в реакции горения участвует кислород, а не все компоненты смеси. Путаница возникает из-за того, что вещество горит на открытом воздухе. Проверяя запись реакции, укажите кислород как реагент, а не «воздух» как будто это одно вещество.
Ошибка: считать продукт горения тем же веществом, что и исходное. При реакции исходное вещество соединяется с кислородом, поэтому состав продукта меняется. Эту ошибку допускают, когда замечают только, что вещество продолжает светиться или нагреваться. Проверьте себя: продукт должен иметь название нового соединения, например оксида магния, а не просто «магний после горения».
Для понимания горения пригодятся знания о составе воздуха и обозначении кислорода формулой O₂. Полезно также уметь распознавать признаки химической реакции: появление нового вещества, изменение цвета или выделение энергии. Эти знания помогают не спутать химическое превращение с физическим изменением, например нагреванием или плавлением.
Представление о горении и оксидах станет основой для составления химических уравнений: словесную запись позже учатся заменять формулами и расставлять коэффициенты. Горение также связано с окислительно-восстановительными реакциями, в которых меняется взаимодействие веществ с кислородом. Понимание таких процессов пригодится при изучении способов получения веществ и их свойств.
Почему для горения нужен кислород?
При обычном горении вещество химически взаимодействует с кислородом. В результате образуется новое вещество, часто оксид, и выделяется энергия в виде теплоты и света.
Почему не каждое нагретое или светящееся вещество горит?
Нагревание и свечение сами по себе не доказывают, что идёт реакция с кислородом. Чтобы назвать процесс горением, нужно установить химическое взаимодействие и образование нового вещества.
Можно ли поджечь вещество на воздухе, если в нём кислорода меньше, чем в чистом кислороде?
Да, многие вещества горят на воздухе, потому что в его составе есть кислород. Обычно процесс идёт менее интенсивно, чем в чистом кислороде, поскольку кислорода в воздухе меньше.
Какие вещества образуются при горении магния, угля и серы?
При горении магния образуется оксид магния, при горении углерода — оксид углерода, а при горении серы — оксид серы. В словесных уравнениях указывают исходное вещество, кислород и полученный оксид.
Почему горение считают химической реакцией?
При горении исходное вещество соединяется с кислородом, а вместо исходных веществ появляется новое вещество — продукт реакции. Это изменение состава отличает химическую реакцию от простого нагревания.
§ 19. Горение веществ на воздухе
