الأسبوع 4 · الدرس الثاني «تفاعلات الاحتراق والتلوث البيئي» (٢): لون اللهب والكشف عن نواتج الاحتراق وخواصها والسحابة السوداء وعوادم السيارات والصناعة والمحول الحفزي وأجهزة غسل الغازات · 3 دروس
1
اللهب الأزرق واللهب الأصفر وما ينتج عنهما
Science Prep 3 Term 1, Unit 1: pp. 20–24
الهدفأقرأ لون لهب الغاز، وأسمّي نواتج احتراق الغاز الطبيعي، وأقول كيف تُحفظ الكتلة في الاحتراق.
كلمات جديدة
بخار الماء · الماء في الحالة الغازية؛ ويعود إلى قطرات عندما يبرديتكثف · يتحول من غاز إلى قطرات سائلة عند التبريدحفظ الكتلة · في التفاعل تساوي كتلة النواتج كتلة المتفاعلات
الشرح
يبيّن موقد الغاز مدى جودة احتراق الغاز. اللهب الأزرق يعني احتراقًا تامًا: يتكوّن ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء، وتكون الحرارة كبيرة ويقل استهلاك الغاز. واللهب الأصفر أو البرتقالي يعني احتراقًا غير تام: يتكوّن أول أكسيد الكربون السام والسناج، وتسودّ الأواني ويضعف التسخين. عندئذ يحتاج الموقد إلى تنظيف أو هواء أكثر، ويتولى ذلك شخص بالغ. ويمكن الكشف عن نواتج احتراق الغاز الطبيعي. ففي المختبر يتكثف بخار الماء المبرّد بالثلج إلى قطرات تحوّل ورقة كلوريد الكوبلت الزرقاء إلى اللون الوردي، ويجعل ثاني أكسيد الكربون ماء الجير عكرًا. نحن نقرأ عن هذه الاختبارات فقط لأنها تحتاج إلى لهب ومواد كيميائية. وفكرة آمنة عن الاختبار الأول: انفخ على مرآة باردة تظهر قطرات لأن بخار الماء في زفيرك يتكثف. وهذا تنفس وليس احتراقًا. وفي كل احتراق تُحفظ الكتلة: فكتلة النواتج تساوي كتلة المتفاعلات لأن الذرات تُعاد ترتيبها فقط.
اللهب
الاحتراق
النواتج الرئيسية
الحرارة
أزرق
تام
CO₂ وبخار الماء
أكبر
أصفر أو برتقالي
غير تام
CO وسناج
أقل
أمثلة محلولة
يحترق البروبان احتراقًا تامًا: ٤٤ جم من البروبان مع ١٦٠ جم من الأكسجين تعطي ١٣٢ جم من ثاني أكسيد الكربون و٧٢ جم من الماء. قبل التفاعل: ٤٤ + ١٦٠ = ٢٠٤ جم. وبعده: ١٣٢ + ٧٢ = ٢٠٤ جم. الكتلتان متساويتان.
عند النفخ على ملعقة باردة تتغشى بقطرات صغيرة. يلتقي بخار الماء في الزفير الدافئ بالسطح البارد فيتكثف. والتغير نفسه يحدث عند تبريد بخار الماء الناتج من احتراق الغاز، فتدل القطرات على أن الماء كان بين النواتج.
ترى هنا آثارًا سوداء على قاع قدر ولهبًا أصفر تحته. هذا يعني احتراقًا غير تام مع سناج. أما اللهب الأزرق فيعني حرارة أكبر واحتراقًا تامًا. تخبر أباها فينظّف الموقد.
نشاط الفصل
المرآة الباردة، بمساعدة أحد الكبار. انفخ على مرآة أو ملعقة أو كأس باردة وراقب القطرات حين تظهر وتختفي. فسّر السبب: هذا بخار ماء يتكثف، وهو تنفس وليس احتراقًا. ثم ارسم موقدًا بلهب أزرق وآخر بلهب أصفر، واكتب تحت كل منهما النواتج ومقدار الحرارة. لا تشعل أي شيء.
تدرّب
1
ماذا يخبرك اللهب الأزرق على موقد الغاز؟
احتراق تام: ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء مع حرارة كبيرة.
2
في المختبر، أي ناتج من نواتج احتراق الغاز يُكشف عنه بورقة كلوريد الكوبلت الزرقاء، وماذا تفعل الورقة؟
بخار الماء؛ وتتحول الورقة إلى اللون الوردي.
3
في اختبار احتراق يستهلك ٨ جم ميثان ٣٢ جم أكسجين ويعطي ٢٢ جم ثاني أكسيد الكربون. كم جرامًا من الماء يتكوّن؟
قبل التفاعل ٨ + ٣٢ = ٤٠ جم، فالماء = ٤٠ − ٢٢ = ١٨ جم.
4
لماذا لا يُعد النفخ على مرآة باردة اختبار احتراق؟
لأنه لا شيء يحترق: وهو يبيّن فقط أن الزفير يحتوي بخار ماء.