Химия за гасене на свещи. Изгаряне на свещ според научни изводи

Газарян Мариам, Половинко Кристина, Саблина Елизавета

Творческа работа на химически кръг "Химия за най-малките" Презентацията съдържа информация: за технологията на производство на свещи, за видовете свещи, практическа работа: изучаване на пламъка на свещ.

Изтегляне:

Преглед:

За да използвате визуализации на презентации, създайте акаунт за себе си ( сметка) Google и влезте: https://accounts.google.com

Надписи на слайдове:

Тема на творческата работа: Свещ. Горяща свещ. Изпълнено от ученици от 7 "А" клас на общинско учебно заведение "Училище №39" Мариам Казарян, Кристина Половинко, Лиза Саблина

Свещта е традиционно осветително устройство, най-често цилиндър от твърд горим материал (восък, стеарин, парафин), който служи като вид резервоар твърдо гориво, донесени в разтопена форма до пламъка чрез фитил.

Предците на свещите са лампите; пълни купи растително маслоили нискотопима мазнина, с фитил или просто парче за вдигане на гориво в зоната на горене. Някои народи са използвали фитили, поставени в сурова мазнина (дори в трупа) на животни, птици или риби като примитивни лампи. Първите восъчни свещи се появяват през Средновековието. Свещи за дълго времебяха много скъпи. За да се освети голяма стая, бяха необходими стотици свещи, които почерняха таваните и стените.

Технология на производство Горимите материали могат да бъдат свинска мас, стеарин, пчелен восък, парафин. В момента най-често това е смес от парафин с различни добавки. Фитилът е импрегниран с разтвори на нитрат, амониев хлорид, борна киселина за стабилизиране на горенето на пламъка. Според процеса на производство свещите се делят на: ляти - парафинови, стеаринови, гелни, напоени - обикновено само восъчни

Парафинът, продукт от дестилацията на петрол, е най-популярният материал за свещи и се включва в повечето свещи под една или друга форма.

Пчелният восък е естествен продукт, произведен от пчелите. Свещите от пчелен восък горят по-дълго от парафиновите и са предпочитани, защото са естествени. Поради по-високата цена на восъчните свещи, свещите често не се правят изцяло от пчелен восък, а се добавят към други материали, за да се удължи времето на горене на свещта и да се имитира естествения аромат

Стеаринът се добавя към парафина, за да се свие повече, когато изстине и свещите, отлети от него, се изваждат по-лесно от формата. Стеаринът също така предотвратява разтапянето на свещите.

Гел. В края на ХХ век стават популярни свещи, направени от прозрачно гориво, т.нар. твърд "гел". Гелът ви позволява да създавате широка гама от прозрачни декоративни свещи с различни форми.

Приложение Свещите се използват като източник на осветление от 3-то хилядолетие пр.н.е. д. Преди появата и разпространението на електричеството, заедно с лампите, това е основният източник на осветление. Свещите се използват в това качество и за началото на XXIвекове при липса на електричество. Тъй като електрически източнициосветлението измества всички останали, тогава на преден план излизат други начини за използване на свещи. Свещите се използват широко за декоративни цели като декорации. Те също често се използват за създаване на романтична атмосфера. Ароматизираните свещи и свещите от пчелен восък (които излъчват естествен аромат) също се използват за изпълване на стая с аромат.

Празници Свещите често се използват при чествания на Свети Валентин, сватби и други тържества. При сватби в православието се използват така наречените сватбени свещи. Те бялои удължен. По време на сватбената церемония те се държат в ръцете както на младоженеца, така и на булката. Ако и двамата младоженци не се женят за първи път, сватбени свещи не се поднасят. Има суеверия: чиято свещ гори по-дълго, ще живее по-дълго; Угаснала сватбена свещ предвещава всякакви нещастия.

Измерване на времето Преди появата на по-модерни инструменти за измерване на времето (като механични и електронни часовници), свещите често се използват в това качество, заменяйки слънчевите и пясъчен часовник. Цилиндричната свещ гори равномерно, което ви позволява да измервате времето, като използвате часовите маркировки на свещта. Освен това от 18-ти век е известно подобрение на часовниците за свещи (така наречените огнени часовници): към свещта бяха прикрепени тежести от двете страни, а самата свещ беше поставена върху някакъв метален предмет. Когато свещта изгори до мястото, където бяха закрепени тежестите, те паднаха и се направиха силен звук, подобно на удар на часовник. Такива свещи са били използвани от миньорите до 20 век. Свещите са били използвани за измерване на времето в Китай по време на династията Сун (960-1279)

Опишете цвета на всяка зона на пламък. По какво могат да се различават трите зони на пламък? температурата на вътрешната част на пламъка е най-ниска, външната е най-висока. Учениците записват това заключение. 1. Изследване на структурата на пламъка

Горене на свещ Горенето на свещ е било обект на изследване от много натуралисти. Те бяха привлечени от изучаването на структурата на пламъка (виж фигурата вдясно). 4. Оксидиращ пламък Студена част от пламъка Редуциращ пламък Най-ярката част Оксидиращ пламък

Схема на случващото се химическа реакциягорящ парафин: Какво можете да кажете за състава на пламъка? Съставът на всяка зона еднакъв ли е? 2. Изследване на състава на пламъка

Познайте какво е това вещество? (Газообразен парафин.) Физически или химическо явлениенаблюдавани в в този случай? Можем да заключим: вътрешна частпламъкът е парафинов газ Изследване на вътрешността на пламъка

За да разгледате средната част на пламъка, поставете порцеланова чаша във външната част на пламъка за няколко секунди (бялото дъно на чашата остава непроменено) и за секунда в средната част на пламъка. Дъното на чашата се покрива със сажди. Заключение: Средната част на пламъка съдържа въглерод, образуван в резултат на химическа реакция. Въпрос: Защо средната част на пламъка свети ярко? (Тъй като въглеродните частици са много горещи.) Изследване на средната част на пламъка

анализиране на схемата на реакцията на парафиново изгаряне; може да се приеме, че във външната, трета зона на пламъка, въглероден диоксиди вода. Предложете начин за доказване на тази хипотеза с помощта на едно от представените устройства (съдовете нямат дъно) Изследване на външната част на пламъка

Всяко устройство може да се използва. Поставяме запалена свещ върху желязна решетка с крака и я покриваме с фуния. След известно време фунията се замъглява в резултат на образуването на вода, донесена до горния отвор на фунията, изгасва, тъй като през нея излиза друг реакционен продукт - въглероден диоксид.

Необходим ли е кислород, за да гори една свещ? Въпрос

В тези четения предлагам да ви разкажа историята на свещта от химическа гледна точка.
С голямо желание се заемам с този въпрос, тъй като е много интересен и пътищата, които отваря за изучаване на природата, са изключително разнообразни. Няма нито един закон, управляващ световните явления, който да не се появи в историята на свещта и който не би трябвало да бъде засегнат. Няма по-широко отворени врати за изучаване на природата от разглеждането на физическите явления, които се случват при изгарянето на свещ.
Ще започна с пламък на свещ. Да запалим една или две свещи;
забелязвате колко голяма е разликата между лампата и свещта. Лампата има резервоар с масло, в който се потапя фитил от памучна хартия. Краят на фитила се запалва; когато пламъкът достигне маслото, той излиза там, продължавайки да гори в горната част на фитила. Вие несъмнено ще попитате: как е възможно маслото, което не гори от само себе си, да се издигне нагоре по фитила и да започне да гори в края му? Ще го проучим!
Когато една свещ гори, се случват още по-странни неща. В крайна сметка имаме твърдо вещество, което не се нуждае от резервоар - как може това вещество да стигне до мястото, където виждаме пламъка, без да е течно? Или, ако се превърне в течност, как може да се запази, без да се разлее? Тази свещ е невероятна!
В нашата стая има силно въздушно течение; за някои от нашите експерименти това може да е вредно. За да внеса коректност в нашето разследване и да го опростя, ще получа напълно спокоен пламък; защото как може да се изследва каквото и да е явление, ако то е придружено от всякакви външни обстоятелства?
За нашата цел можем да научим нещо от търговците, които вечер продават стоките си по улиците.
Докато въздухът тече равномерно от всички страни, ръбовете на чашата остават напълно гладки, а разтопената маса на свещта, плаваща върху чашата, има хоризонтална повърхност.
Щом духна свещта отстрани, ръбовете на чашата веднага се скосяват и разтопената маса на свещта изтича, подчинявайки се на същите закони, които управляват движението на световете. Виждате, следователно, че чашата в горната част на свещта се образува поради равномерно възходящ поток от въздух, охлаждащ външния слой на свещта от всички страни. За направата на свещи са подходящи само онези вещества, които при изгаряне могат да образуват такава чаша.
Можем да направим няколко наблюдения върху влиянието на възходящото течение на въздуха, които не пречи да запомним. Тук се образува теч от едната страна на свещта, така че свещта на това място стана по-дебела. Докато свещта продължава да гори тихо, удебелението остава на мястото си и образува изпъкнала колона на ръба на свещта; тъй като се издига над останалата восъчна маса и се отстранява от средата на свещта, въздухът я охлажда по-лесно и й дава възможност да устои на действието на топлината, въпреки близостта на пламъка.
По този начин, както в много други случаи, грешката или погрешното разбиране обогатяват нашите знания; Без тези грешки може да имаме затруднения при получаването на тази информация. Неволно в тези случаи ставаме изследователи на природата. Надявам се, че когато се сблъскате с ново явление, ще се сетите да се запитате: „Къде е причината за явлението? Как се случва всичко това? – и след време със сигурност ще намерите отговор на въпросите си. Друг въпрос, на който трябва да отговорим, е: какзапалим материал
Как пламъкът се храни с горим материал?
Използване на капилярно привличане. — Капилярно привличане? - питате вие."Капилярност"? Е, името няма голямо значение - то е измислено, когато не е имало правилна представа за силата, която се обозначава с това име. Ефектът от така нареченото капилярно привличане е, че горимият материал се пренася до мястото на горене и се отлага там и то не по какъвто и да е начин, а точно в средата на огнището, в което протича горивният процес.
Единствената причина, поради която свещта не гори през фитила, е, че разтопената мас угасва пламъка. Знаете, че свещта угасва веднага, ако се обърне така, че разтопената маса на свещта да се стича по фитила до края му. Това се случва, защото пламъкът няма време да загрее потока в големи количестваразтопен запалим материал. Когато пламъкът е в обичайното си положение, т.е. над стопената маса, след това нови количества свежа маса се стопяват, постепенно се издигат през лампата и пламъкът може да действа с цялата си сила.
Сега стигаме до един много важен феномен, който изисква подробно проучване; в противен случай няма да можете да разберете напълно какво представлява пламъкът на свещта. Имам предвид газообразното състояние на горим материал.
Сега ще разгледаме очертанията и структурата на пламъка. За нас е важно да се запознаем със състоянието на пламъка, в който се намира в края на лампата, където пламъкът има такъв блясък и красота, които не можем да наблюдаваме никъде другаде в други явления. Познавате чудесния блясък на златото и среброто и още по-прекрасния блясък и игра на скъпоценни камъни като рубин и диамант, но нищо не може да се сравни с красотата на пламъка. Кой диамант блести като пламък? През нощта той черпи своя блясък от пламъка, който го осветява. Пламъкът осветява тъмнината - светлината на диаманта е нищо; появява се само когато лъч пламък светлина падне върху диаманта. Свещта свети сама.
Нека проучим по-подробно структурата на пламъка във формата, в която се намира вътре в нашето стъкло. Пламъкът е постоянен и хомогенен; обикновено има същата форма, както е показано на нашата фигура, но в зависимост от състоянието на въздуха и размера на свещта, тази форма може да варира значително. Образува конус, заоблен в долната си част; горната част на конуса е по-лека от долната. Долу, близо до лампата, лесно можете да намерите повечетъмна част

, вътре в които горенето не е толкова пълно, колкото в горните части на пламъка.
Представете си рисунка на пламък, направена преди много години от Хукър, когато той правеше своите изследвания. Илюстрацията показва пламък на лампа, но може да се приложи и към пламък на свещ; резервоарът за масло съответства на чашата на свещта, маслото съответства на разтопената маса на свещта, а фитилът присъства и в двата случая. Около фитила Хукър е изобразил пламък, а около последния съвсем правилно е изобразил друг невидим слой, за който вероятно не знаете нищо, ако изобщо не сте запознати с това явление. Той изобразява околния въздух, който е от съществено значение за пламъка и винаги се намира близо до него. След това той изобрази въздушен поток, издърпващ пламъка на върха; пламъкът, който виждате тук, всъщност е изтеглен от въздушен поток и освен това на доста значителна височина, точно по същия начин, както Хукър го е изобразил на своята рисунка.

Сега ще обърна внимание на други факти. Различните видове пламъци, които имате пред вас тук, се различават значително по своята форма; това зависи от различното разпределение на обгръщащите ги въздушни течения.
Можем да получим пламък, който в своята неподвижност прилича на твърдо тяло, така че да е лесен за снимане; Такива снимки са необходими за по-подробно изследване на природата на пламъка. Но това не е всичко, което искам да ви кажа. Ако взема достатъчно дълъг пламък, той няма да поддържа някаква стабилна равномерна форма, но сневероятна сила
ще се разклони. За да покажа този феномен, вместо восък за свещ или лой, ще взема нов горим материал. За лампа вземам голяма топка памук. Потопих я в спирт и я запалих - с какво се различава от обикновена свещ? Силата, с която протича горенето; Никога не сме забелязвали толкова силен и движещ се пламък в свещ.

В крайна сметка много от вас знаят детската игра, която се състои в това да налеете алкохол в чаша със стафиди или сливи в тъмна стая и след това да я запалите. Тази игра перфектно възпроизвежда явлението, което разглеждаме. Тук имам чаша; За да работи добре експериментът, трябва предварително да загреете чашата; Добре е да загреете стафидите или сливите. В свещта наблюдавахме образуването на чаша от разтопен горим материал; тук взехме чаша алкохол, а стафидите играят ролята на свещна лампа. Запалвам алкохола и веднага избухват прекрасни огнени езици; въздухът преминава през ръбовете на чашата в нея и измества тези езици. как така Толкова много, че при силен въздушен поток, поради неравномерно изгаряне, пламъкът не може да се издигне нагоре в равномерен поток.Въздухът се влива в чашата толкова неравномерно, че пламъкът, който при други условия би могъл да представлява нещо цяло, в този случай се разкъсва на много отделни части, които съществуват независимо една от друга. Почти бих искал да кажа, че тук виждаме много отделни свещи. Но не трябва да мислите, че тези

отделни езици

, които се виждат едновременно тук, в своята съвкупност биха дали образ на пламък. Никога пламъкът, който получаваме при изгарянето на нашата вата, няма същата форма, която сме виждали. Това беше поредица от очертания, които следваха едно след друго толкова бързо, че окото не можеше да ги види поотделно и следователно впечатлението беше за всички тях едновременно.

Разглеждането на физическите явления, които се случват, когато свещ гори, е най-широкият начин, по който човек може да подходи към изучаването на природните науки...

Ще ви кажа... поредица от химични факти, които могат да бъдат извлечени от горяща свещ.

М. Фарадей

Опит 1

Физически явления при изгаряне на свещ

Запали свещ. Ще видите как парафинът започва да се топи близо до фитила, образувайки кръгла локва. Какъв процес (физичен или химичен) протича тук?

Вземете стъклена тръба, огъната под прав ъгъл с щипки за тигел, поставете единия й край в средната част на пламъка, а другия спуснете в епруветката. какво наблюдаваш

1. Парафинът се топи. Това топене е физически процес.

2. Стените на епруветката се замъгляват - това е конденз - физически процес.

Опит 2

Закрепете сухата епруветка в държача, обърнете я с главата надолу и я задръжте над пламъка, докато се замъгли. Обяснете наблюдаваното явление.

Бързо изсипете 2-3 ml в същата епруветка варна вода. какво наблюдаваш Дайте обяснение.

1. Появява се тъмно (черно) петно ​​- това са сажди (въглерод), образувани при изгарянето на парафина.

2. По стените на епруветката се кондензира влага. Това кондензира вода, един от продуктите на изгаряне на парафина.

3. Когато добавите варовита вода в епруветка, тя става мътна:

Това предполага, че вторият продукт от изгарянето на парафин е въглеродният диоксид.

Влиянието на въздуха върху горенето на свещта

Поставете стъклена тръба с изтегления край в гумена круша, като я стиснете с ръка, издухайте въздух в пламъка на горяща свещ. Как се промени яркостта на пламъка?

1) Запалете една обикновена цилиндрична свещ, която използваме за битови нужди. Наблюдавайте процеса на изгаряне на свещта. Какво ни дава горяща свещ?

2) Създайте условия, така че пламъкът на свещта да е спокоен. Погледнете внимателно постоянния пламък на свещта и опишете вашите наблюдения. Огледайте формата на свещта на фитила.

3) Създайте лек бриз в една посока (подухайте тихо), опишете вашите наблюдения. Какви промени са настъпили със свещите?

4) Повторете стъпки 2 и 3 от вашия експеримент, като използвате свещ, която няма формата на правилен цилиндър или е покрита с канали, или оформена свещ, както и ароматизирана свещ с обикновена цилиндрична форма.

5) Опишете вашите наблюдения и направете изводи.

Изводи.

1) Въздухът над пламъка на свещта се нагрява, разширява и става по-малко плътен и по-лек от въздуха около него студен въздух. Топлият въздух се издига нагоре, а студеният въздух заема неговото място. Случва се D.C.въздух, чийто поток охлажда веществото, от което е направена свещта, от всички страни; Средата се топи от пламъка, който стига до фитила до точката, под която угасва. Външната част на свещта не се топи.

2) Чашка правилна формасе образува поради равномерен възходящ поток от въздух, действащ върху цялата външна повърхност на свещта и предотвратявайки нагряването й.

3) При изгаряне на свещ, която няма правилна форма и е покрита с бразди, не може да се получи чаша с гладки ръбове поради неравномерен въздушен поток и лоша формачаша, която се образува в този случай, така че парафинът се стича надолу по свещта и капе под формата.

4) Когато гори ароматизирана свещ, миризмата на цитрусови плодове се разпространява из цялата стая благодарение на много интересен и важен физическо явление- дифузия (взаимно проникване на молекули на едно вещество между молекули на друго вещество).

5) Горивото навлиза в пламъка поради явление, наречено намокряне (привличането на молекулите една към друга твърдои течности). Напоен с восък или парафин фитил се прави от памучни нишки, които имат капиляри с диаметър по-малък от косъм. Чрез тези капиляри течността се издига поради допълнителното налягане, което възниква. Горивото се прехвърля до мястото, където възниква горенето, и не просто по някакъв начин, но в идеалния случай до центъра на пламъка.

(Всички заключения, обобщаващи отговорите на учениците върху слайдовете)

Опит No2. « Изследване на структурата на пламъка"

Работен ред(ТБ инструкция)

1) Нека отново запалим свещта и да разгледаме каква структура има пламъкът. Изберете три зони: долна частпламък, средна част и външна част на пламъка. Опитайте се да забележите, че всяка зона е с различен цвят една от друга. Опишете цвета на пламъка на всяка зона, попълнете таблица 1.

2) Наблюдавайте разликата в температурата на всяка зона. За да направите това, добавете съвпадения към различни зонипламък и обърнете внимание на скоростта на запалване на кибритената глава. Запишете времето за запалване с помощта на хронометър, попълнете колоните в таблица 1.

Таблица 1

Отговор на ученика: Пламъчна структура? Пламъкът има малко удължен вид, в горната част е по-ярък, отколкото в долната част близо до фитила.

Цвят на пламъка?

Време за запалване? (попълнете таблицата на дъската).

Учител: (Обобщаване на отговорите на учениците върху слайдове).При поставяне на кибрит в долната зона на пламъка, запалването става за 1,04 секунди; при поставяне на кибрит в средната зона на пламъка, запалването става за 0,9 секунди; Когато във външната част на пламъка се постави кибрит, запалването става за 0,1 секунди. Следователно долната зона има по-ниска температура, а средната и външна зонаима повече високи температури. Използвайки справочна литература, отбелязваме: долната зона има температура 7000 C, средната зона има 11 000 C, външната зона има 14 000 C. Можем сами да заключим, че за бързо загряване на нещо, което трябва да използвате горна частпламъци, а не само свещи.

(изход на слайдове)

За да се уверите, че различни зонипламъци имат различни температури, можете да проведете друг експеримент. Поставете треска (или почистена клечка) в пламъка, така че да пресече и трите зони. Ще видим, че треската е по-овъглена там, където попадне в средната и горната зона. Това означава, че там пламъкът е по-горещ. (заедно с учителя)

Експеримент № 3 „Откриване на продукти от горенето в пламък“ (заедно с учителя) (Инструкция за ТБ)

Работен ред

Нека определим състава на всяка зона от пламъка на свещта.

Учител:По време на първите два експеримента наблюдавахте процеса на горене и сами отбелязахте, че в долната зона на пламъка на свещта има газообразен парафин. Запишете това в таблицата си и преминете към експеримент №3.

(изход на слайдове)

1) Поставете ламарина, фиксирана в държач, в средната зона на пламъка на свещта и я задръжте за 5-7 секунди. Нека бързо да вземем записа. Долната равнина на плочата е опушена.

Заключение:Долната равнина на ламаринената плоча се опушва, защото парафинът не изгаря напълно, което води до образуване на сажди - това е чист въглерод. (изход на слайдове)

2) Фиксирайте суха, охладена, но незамъглена епруветка в държач, обърнете я с главата надолу и я задръжте над пламъка, докато се замъгли.

По стените на епруветката се появяват малки капчици вода. След това бързо налейте варовита вода в същата епруветка.

Заключение:Водата кондензира в епруветка. След като налеем варна вода в епруветката, забелязваме, че варната вода става мътна. Следователно продуктите от горенето на парафина за свещи са въглероден диоксид и вода. Да композираме Схема за горене на парафинова свещ:

Парафин + кислород = вода + въглероден диоксид. (на слайд)

Въз основа на резултатите от експеримента ще съставим таблица . (работа на дъската)

Таблица 2

Учител:Нека да определим още веднъж какво поддържа процеса на изгаряне на свещ. За да направите това, нека проведем следния експеримент № 4.

Опит No4 "Влиянието на въздуха върху изгарянето на свещ"

Оборудване:свещ, стъкло, стъклен буркан с вместимост 0,5 литра, стъклен буркан с вместимост 3 литра.

Редът на работа.

1. Запалете свещ и я покрийте с чаша, измерете времето й за горене.

2. Запалете свещ и я покрийте стъклен бурканВместимост 0,5 литра и измерете времето за горене.

3. Запалете свещта и я покрийте с 3-литров стъклен буркан и измерете времето за горене.

4. Представете данните в табличен вид и направете заключение.

Таблица 3

Заключение.Изгарянето на една свещ зависи от кислорода, съдържащ се във въздуха и колкото по-голям е обемът на въздуха, толкова по-дълго гори свещта. (изход на слайдове)

Въведение…………………………………………………………………………………………………………………………………… …..… …..1

азЛитературен преглед

1. Историята на създаването на свещта………………………………………………………………………………………………………………2

   Видове свещи……………………………………………………………………………………………………………………………… ………...3

   Производство на сапун……………………………………………………………………………………………………………….…..4

II Експериментална част

2.1 Физически анализ на свещи……………………………………………………………………………………………………………………. .5

2.2 Къде е най-горещата част от свещта?…………………………………………………………………………………….…….6

2.3 Какво гори в свещ? ……………………………………………………………………………………………………………..6

2.4 Химичен анализ на продуктите от изгаряне на свещи……………………………………………………………………….6

IIIПроизводство и практическо приложениесвещи

3.1 Изработване на свещи…………………………………………………………………………………………………………..7

3.1.1 Восъчна свещ

3.1.2 Парафинова свещ

3.1.3 Стеаринова супозитория

3.2 Получаване на сапун от стеарин……………………………………………………………………………………………8

Заключения…………………………………………………………………………………………………………………………………… ………… …..8

Заключение

Референции

Приложения

Въведение

Въпреки че свещите отдавна са изместени електрически лампи, все още се използват и създават празнично настроение на Нова годинаи понякога помагат при неочаквано прекъсване на захранването. В момента свещи могат да бъдат намерени в повечето различни цветовеи форми. Използват се за декоративни цели, за ароматизиране на помещения и за измерване на времето. Свещите са намерили своето приложение и в религията. Църковните свещи и свещите в будизма имат тънка, продълговата форма и са направени от восък. Много известни художници използваха темата за свещите, играта на светлина и сянка в работата си. Написана от Борис Пастернак през 1946 г известно стихотворение « зимна нощ“, основен актьоркоято е свещта. Толкова магически и привлекателен познати на човекаот древни времена са станалитемата на моя проект.

Уместност на изследването: Свещите произхождат от древни времена, но дори и сега те са все още популярни: създават празнично настроение за Нова година и ни спасяват при неочаквано прекъсване на тока. Въпреки факта, че свещта е най-често срещаният предмет за нас, ние знаем малко за нея.

Цели на изследването:

Анализирайте научна литературапо тази тема

Сравнете физическите свойства на свещите от различни материали

Разберете къде е най-горещата част от пламъка и какво точно гори в свещта.

Извършете химичен анализ на продуктите от горенето на свещи, изработени от различни материали

Направете свещи от различни материали със собствените си ръце

Направете сапун

аз Литературен преглед

1.1 История на създаването на свещта.

Свещите са изобретени от човека много отдавна, но дълго време се използват само в домовете на богатите хора и са скъпи. Горимият материал за свещ може да бъде: свинска мас, стеарин, восък, парафин, спермацет или друго вещество с подходящи свойства (топимост, запалимост, твърдост). Прототипът на свещта е купа, пълна с масло или мазнина, с парче дърво като фитил (по-късно започнаха да използват фитили от влакна или плат). Такива лампи излъчваха неприятна миризма и отделяха много дим. Първите модерни дизайни на свещи се появяват през Средновековието и са направени от лой (най-често) или восък. Восъчните свещи отдавна са много скъпи. За да се освети голяма стая, бяха необходими стотици свещи, които почерняха таваните и стените. През 15 век пчелният восък бавно започва да набира популярност като запалим материал за свещи. IN XVI-XVII векАмериканските колонисти са изобретили производството на восък от някои местни растения и свещите, произведени по този начин, временно придобиват голяма популярност - те не димят, не се топят толкова много, колкото лойните, но производството им е трудоемко и популярността им скоро изчезва . Развитието на китоловната индустрия в края на XVIIIвек донесе първите значителни промени в процеса на производство на свещи, тъй като спермацетът (восъчна мазнина, получена от горната част на главата на кашалота) стана лесно достъпен. Спермацетът изгаряше по-добре от мазнините и не пушеше и като цяло беше по-близо до пчелния восък по свойства и предимства. Повечето от изобретенията, повлияли на производството на свещи, са свързани с 19 век. През 1820 г. френският химик Мишел Шевроле открива възможността за изолиране на смес от мастни киселини от животински мазнини – т.нар. стеарин Стеаринът, иначе понякога наричан стеаринов восък поради свойства, подобни на восък, се оказа твърд, жилав и изгорен без сажди и почти без мирис, а технологията за производството му не беше скъпа. И в резултат на това скоро стеариновите свещи почти напълно замениха всички други видове свещи и беше установено масово производство. Приблизително по същото време беше усвоена технологията за импрегниране на фитили за свещи с борна киселина, което елиминира необходимостта от често отстраняване на остатъците от фитили (ако не бъдат отстранени, те биха могли да изгасят свещта). По-близо до началото на 20-ти век химиците успяха да изолират петролен восък - парафин. Парафинът изгаряше чисто и равномерно, като почти не излъчваше миризма (единствената силна миризма беше димът, който се отделяше при гасене на свещта, но тази миризма не беше много неприятна) и беше по-евтин за производство от всяко друго запалимо вещество за свещи, познато до този момент време. Единственият му недостатък беше ниска температуратопене (в сравнение със стеарина), поради което свещите имаха склонност да плават, преди да изгорят, но този проблем беше решен, след като започнаха да добавят по-твърд и огнеупорен стеарин към парафина. Дори и с изпълнение електрическо осветлениеДоста дълго време в началото на 20-ти век парафиновите свещи просто набираха популярност, това беше улеснено от бързо развитие нефтена индустрияпо това време. С течение на времето тяхното значение в осветлението се промени на декоративно и естетическо.

Днес парафиновите свещи са почти единственият вид сред свещите. Свещите се произвеждат от смес от високо пречистен (снежнобял или леко прозрачен) парафин с малко количество стеарин или от ниско пречистен (жълт) парафин, както със, така и без добавяне на стеарин. Първите са по-естетични и по-малко миризливи, вторите не плуват толкова много. Понякога се правят свещи от нерафиниран парафин (червено-жълт) без добавки, които плуват много и поради това не са търсени.

1.2 Видове свещи

При производството на свещи се използват:

Парафин - восъчна смес наситени въглеводороди(минерален восък) състав от C 18 N 38 до C 35 N 72 . Има ниско химическа активности е слабо разтворим във вода. Продуктът от петролна дестилация е най-популярният материал за свещи и под една или друга форма е включен в повечето свещи. През 19 век стеаринът значително го измества като материал за свещи.

Пчелен восък - натурален продукт, произведен от пчелите. Прости липиди ( естеривисши мастни киселини и високомолекулни алкохоли). Пчелният восък се състои главно от естер на палмитинова киселина и мирицилов алкохол. Восъкът е много стабилен, неразтворим във вода, но разтворим в бензин, хлороформ и етер. Свещите от пчелен восък горят по-дълго и по-ярко от парафиновите и са предпочитани от ценителите, защото са естествени. Поради по-високата цена на восъчните свещи, свещите често не се правят изцяло от пчелен восък, а по-скоро той се добавя към други материали, за да се удължи времето на горене на свещта и да се имитира естествения аромат. Восъкът, използван за свещи, се предлага в различни видове.

Стеарин - стеаринова киселина с примес на палмитинова, олеинова и други наситени и ненаситени мастни киселини. Добавя се към парафина, за да се свие повече и когато изстине свещите, излети от него, се изваждат по-лесно от формата. Стеаринът също така предотвратява разтапянето на свещите. Известно време стеаринът е бил основният материал за направата на свещи, докато не се научили да извличат парафин от суров нефт.

Глицерол - използва се в смес с желатин и танин. Глицериновите свещи са напълно прозрачни; те могат да бъдат оцветени с различни багрила. Вътре в глицеринова свещ можете да поставите различни състави от цветен парафин, което придава на свещта изключителни декоративни свойства.

мазнини , например телешко. В някои страни, поради борбата срещу затлъстяването, те се опитват да намерят други приложения за тази мазнина, различни от храна. Към мастните супозитории обикновено се добавят натриев нитрат (до 5%) и калиева стипца (до 5% от теглото). Свещите горят чисто, без дим и сажди.

1.3 Приготвяне на сапун

Сапунът е изобретен много по-рано от барута и хартията, никой не знае кога и никой не знае от кого. За първи път се случи, когато разтопената мазнина, капеща от печеното месо, падна върху дървесна пепел. Мазнината незабавно се хидролизира частично, образувайки мастни киселини, които се комбинират с натриеви и калиеви соли в пепелта. Тези съединения всъщност са били сапун. Това е първото повърхностно активно вещество. включено научна основапроизводството на сапун е започнало в началотоXIXвек. Това е подкрепено от множество проучвания френски химик M. Chevral в областта на химията на мазнините. Chevreul установи, че основата на всеки сапун са мазнини, химични съединения на глицерол с висш мастни киселини. В средатаXIXвекове химиците са могли точно да назоват състава на всички получени и използвани сапуни. Оттогава производството на сапун не е претърпяло фундаментални промени. Почистващ ефект на сапуна сложен процес. Молекула с високо съдържание на сол карбоксилна киселинаима полярен йонен остатък (-COONa) и неполярен въглеводороден радикал. Полярната част на молекулата е разтворима във вода (хидрофилна), а неполярната част е разтворима в мазнини и други нискополярни вещества (хидрофобна). IN нормални условиячастици мазнина или масло се слепват, образувайки водна средаотделна фаза. При наличието на сапун картината се променя драстично. Неполярните краища на сапунената молекула се разтварят в маслените капчици, докато полярните карбоксилатни аниони остават в воден разтвор. В резултат на отблъскването на еднаквите заряди на повърхността на маслото, то се разделя на миниатюрни частици, всеки от които има йонна обвивка от COO аниони - . Наличието на тази обвивка предотвратява сливането на частиците, което води до образуването на стабилна емулсия от масло във вода. Емулгирането на мазнини и мазнини, съдържащи мръсотия, е отговорно за почистващия ефект на сапуна.

II Експериментална част

2.1 Физически анализ на свещи

За физически анализвзеха свещи от различни материали и сравниха свойствата им

Наблюдения

Восъчна свещ

Парафинова свещ

Стеаринова супозитория

Външен видсвещи

Жълто-кафяво твърдо вещество

Мръсно бяло твърдо вещество

Бяло твърдо вещество

Време за горене на свещ

Гори по-дълго

Гори по-малко

Гори по-дълго

Наличие на миризма при горене

Издава лека миризма на мед

не

не

Образуване на сажди по време на горене

Пуши по-малко

Пуши повече

Пуши по-малко

Яркост на пламъка

Почти същото

Свещта се топи при горене

Плува по-малко

Плува повече

Плува по-малко

2.2 Къде е най-горещата точка на пламъка?

На пръв поглед изглежда, че е в самия център. Проверихме това, като задържахме лист хартия върху средата на пламъка на свещта, напречно на нея. В помещението не трябва да има течения, за да може пламъкът да е равномерен и да не се колебае.

Резултати от изследвания

На хартията се появи овъглена пръстеновидна област. То ставаше по-тясно, колкото по-високо се държеше хартията, и се превръщаше в плътно петно ​​на нивото на горната третина на пламъка - там се намира най-горещото му място. Този ще изглежда странен резултатЩе бъде съвсем очевидно, ако си спомним, че кислородът е необходим за горенето. Той навлиза в пламъка само от периферията и само там протича реакцията на горене. Следователно температурата на пламъка в различните му части е различна.

2.3 Какво гори в свещ

Вероятно материалът, от който е направен (парафин, стеарин или восък). Но ако обърнем горяща свещ, материалът ще тече по фитила и вместо да пламне, ще го угаси. И така, какво гори в свещ? Внимателно духнахме свещта, дишайки леко върху нея. От фитила се стелеше тънка струйка синкав дим. Донесоха й кибрит.

Резултати от изследвания

Пламъкът по тази струя от разстояние 1-2 сантиметра скочи до фитила и свещта отново светна. Това, което объркахме с дим, бяха парафинови пари (стеарин или восък) - те са тези, които горят в свещта. Разтопеният парафинов материал (стеарин или восък) се издига през фитила като вода през тънък капиляр. Пламъкът на кибрит я изпарява и запалва парата. Фитилът служи само като "тръбопровод", доставящ гориво към "камината" - езика на пламъка.

2.4 Химичен анализ на продуктите от изгаряне на свещи

Откриване на сажди: Фиксирахме предметното стъкло в държача, вкарахме го в областта на тъмния конус на горяща свещ и го задържахме за 3 секунди. Те бързо вдигнаха стъклото и разгледаха долната равнина. Тъмно петно ​​ще покаже наличието на сажди.

Откриване на вода: Сухата епруветка се закрепя в държач, обръща се с главата надолу и се държи над пламък, докато се замъгли. Замъглена стена на епруветката ще покаже образуването на вода.

Откриване на въглероден диоксид: В същата епруветка се добавят 2 ml варовита вода. Образуването на въглероден диоксид се определя от помътняването на варовата вода.

Резултати от изследвания

Продукти от горенето

Восък

Парафин

Стеаринова

сажди

+

+

+

вода

+

+

+

Въглероден двуокис

+

+

+

Уравнения на реакцията на горене

Восъчна свещ 2 В 15 з 31 COOC 31 з 63 + 139 О 2 =94 CO 2 + 94 з 2 О

Парафинова свещ 2В 16 з 34 +49 О 2 =32 CO 2 + 34 з 2 ОВ 17 з 36 + 26 О 2 =17 CO 2 + 18 з 2 О

Стеаринова супозитория C 17 H 35 COOH+ 26O 2 =18O 2 + 18H 2 O

III Производство и практическа употреба на различни видове свещи.

3.1 Правене на свещи със собствените си ръце

3.1.1 Восъчна свещ

От пчелен восък се правеше восъчна свещ. Пчелният восък може да бъде закупен от продавачите на мед. За производство избрахме метода на "усукване": фитилът се издърпва хоризонтално и равномерно се покрива с восък, омекотен в топла вода. Когато детайлът достигне желаната дебелина, те започват да го търкалят върху гладка дъска с плоска плоча, за да дадат бъдещата свещ цилиндрична форма. След това свещта се отрязва отдолу и горната й част се издърпва.

3.1.2 Парафинова свещ

Тъй като не е възможно да получите парафин сами, направете парафинова свещ правилния размерВзехме готова парафинова свещ и направихме нова от нея по метода на леене. За целта направихме калъп и закрепихме фитила в него. Формата може да бъде изработена от всякакъв материал, който издържа на нагряване до 50 градуса. Стените на формата се намазват с препарат за миене на съдове и се оставят да изсъхнат. Загрява се на водна баня до течно състояниеПарафинът внимателно се излива във формата и се оставя да изстине. Колкото по-бавно се охлажда парафиновата свещ, толкова по-малка е вероятността да се спука. След като се охлади напълно, внимателно извадете свещта от формата.

3.1.3 Стеаринова супозитория

Първо получено концентриран разтворсапун За да направите това, сапунът се смила на ренде. Сапунените стърготини се поставят в съд, добавя се вода и се загрява, като се разбърква с дървена пръчка, докато се разтвори напълно. След това, докато разтворът продължава да се нагрява и разбърква, се налива оцет. След добавяне на киселината на повърхността веднага изплувала бяла маса. Това е стеаринова киселина. Реакционната смес трябва да е кисела, в противен случай не всеки сапун ще реагира с киселината. Следователно киселината трябва да се приема в повече. Реакцията на средата се проверява лесно с помощта на лакмусова хартия. След като сместа се охлади, стеаринът се събира на повърхността. Получената течност под стеарина е разтвор на натриев сулфат или натриев ацетат. Стеаринът се загребва с лъжица и се измива с вода, за да се отстрани излишната киселина. Изсушихме масата и я увихме в кърпа. Стеаринът е готов! Стеаринова свещ може да се направи във форма, като предварително закрепите фитил в нея и излеете разтопен стеарин във формата. Можете също да приготвите свещ чрез потапяне, тогава нямате нужда от форма. В разтопения стеарин се потапя фитил (можете да вземете нишка от фитил за керосин газ или керосин). Изваждам фитила и когато стеаринът се втвърди върху него, го връщам в разтвора. Тази операция се повтаря няколко пъти, докато свещта с необходимата дебелина расте на фитила. Уравнение на реакцията за получаване на стеарин от сапун:В 17 з 35 COONa+ CH 3 COOH= В 17 з 35 COOH+ CH 3 COONa

3.2 Приготвяне на сапун от свещ

Взехме няколко парчета стеаринова свещ. Разтопете стеарина на водна баня и добавете наситен разтвор на сода. Веднага се образува твърда бяла маса. Това е натриев стеарат, тоест самият сапун. Сместа се нагрява в продължение на няколко минути, за да позволи реакцията да протече възможно най-пълно. След това заместихме формата ( кибритена кутия) и изсипете получената маса. След като сапунът се охлади, извадете го от формата. Уравнение на реакцията за получаване на сапун от стеарин: 2В 17 з 35 COOH+ Na 2 CO 3 =2 В 17 з 35 COONa+ з 2 О+ CO 2 .

Изводи:

Анализирана и проучена научна литература по тази тема

Тя сравни физическите свойства на свещите, направени от различни материали: най-добрите физически свойствавосъчните и стеариновите свещи имат.

Най-горещата част се намира в горната трета на пламъка на свещта. Причината, поради която една свещ гори, не е изгарянето на материала, а образуването на пари по време на горенето.

Въз основа на химичен анализпродукти на горене, установих, че всички те образуват сажди, вода и въглероден диоксид, т.е. те са органични вещества.

Направих свещи от различни материали със собствените си ръце.

Направих сапун от стеаринова свещ.

Заключение

Восъчните и стеариновите свещи имат най-добри физически свойства: те не само димят и плават по-малко, но и горят по-дълго. Ценово предимство имат парафиновите свещи (малко по-евтини са от восъчните и стеариновите), поради което са най-разпространени у нас. Най-горящата част е на нивото на горната трета от пламъка, а в свещта гори не материалът, от който е направена, а изпаренията, образувани при горенето. При изгаряне всички свещи отделят сажди, вода и въглероден диоксид, т.е. те са органични вещества.

Референции

Майкъл Фарадей "Историята на една свещ" 1982 г

Габриелян О.Г. „Химия. 8 клас" Москва 2002 г

Габриел О.Г. „Химия. 10 клас" Москва 2014 г

сп. “Наука и живот”, статия “Свещта гореше на масата” № 6, 2014 г.

Списание "Клуб на младия химик", статия "Сапун от свещ и свещ от сапун"

Списание "Химия и живот", статия "Докато горят свещите"