Конспек уроку "Горіння вуглеводнів"

Тема уроку. Горіння вуглеводнів.

Очікувані результати:

Знаннєвий компонент: Знає продукти горіння вуглеводнів, застосування горіння вуглеводнів у побуті

Діяльнісний компонент: пояснює реакції горіння органічних речовин, записує реакції горіння вуглеводнів, порівнює реакції горіння вуглеводнів.

Ціннісний компонент: усвідомлює значення вуглеводневої сировини в енергетиці та дотримуватися правил безпечного поводження з вуглеводнями та їхніми похідними в побуті.

Тип уроку: набуття нових знань.

І. Мотиваційна хвилинка:

Ми сьогодні, будемо вести розмову про горіння вуглеводнів. Може комусь здається, що горіння вуглеводнів відбувається десь там, далеко і не біля нас. Але насправді, в побуті горіння вуглеводнів використовується дуже широко. Ось деякі приклади:

• Приготування їжі: Горіння природного газу (метану) використовується для роботи газових плит та духовок, за допомогою яких ми готуємо їжу.
• Опалення: Горіння природного газу або інших видів палива (наприклад, дизельного палива, дров) використовується для опалення будинків та приміщень.
• Освітлення: Раніше для освітлення використовували гасові лампи, в яких горіло рідке вуглеводневе паливо - гас. Зараз для освітлення найчастіше використовують електрику, але в деяких випадках, наприклад, у туристичних походах, можуть використовуватися газові лампи.
• Транспорт: Горіння бензину або дизельного палива використовується для роботи двигунів внутрішнього згоряння в автомобілях, мотоциклах та інших транспортних засобах.
• Інші види діяльності: Горіння вуглеводнів також може використовуватися для розпалювання вогнища на природі, для роботи деяких видів інструментів (наприклад, газових пальників).

Проблемне питання: Загальновідомо, що вуглеводні дуже добре горять. А чи можна за характером полум’я розрізнити який саме вуглеводень горять?

ІІ. Оголошення теми і мети уроку. Знайомство з очікуваними результатами.

ІІІ. Евристична бесіда з учнями з опорою на наочність. Учні отримують завдання: під час уроку складати таблицю. Назва вуглеводня. Характеристика полум’я. Рівняння реакцій.

•          Чому метан називають голубим паливом?

•          А чи бачили, ви, щоб полум’я було окрашено в інший колір?

Щоб розібратися треба вияснити, які речовини утворюються при горінні метану.

Чим розрізняються між собою вуглекислий газ і чадний газ? Вуглекислий газ (CO2) і чадний газ (CO) - це обидва гази, що утворюються під час згоряння, але вони мають різні хімічні властивості та вплив на здоров'я.

Хімічні властивості:

• Вуглекислий газ (CO2):
  • Безбарвний газ без запаху.
  • Важчий за повітря.
  • Не горить і не підтримує горіння.
  • Розчиняється у воді з утворенням слабкої вугільної кислоти.
  • Є парниковим газом, що сприяє глобальному потеплінню.
• Чадний газ (CO):
  • Безбарвний газ без запаху.
  • Легший за повітря.
  • Утворюється при неповному згорянні речовин, що містять вуглець (наприклад, палива).
  • Дуже токсичний, оскільки зв'язується з гемоглобіном крові, блокуючи доставку кисню до тканин організму.

Важливо пам'ятати, що горіння вуглеводнів може бути небезпечним, тому необхідно дотримуватися правил безпеки при використанні газових приладів та інших джерел вогню.

Як же горить етилен?

За достатнього доступу кисню етилен згоряє повністю, утворюючи вуглекислий газ і воду:

C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O

Полум'я при цьому яскраве, але не кіптяве, оскільки весь вуглець окислюється до CO2.

А як горить етин? Етин горить кіптявим полум'ям. У кисні – сліпучобілим полум'ям ( t > 3000°С ). Суміш з киснем вибухонебезпечна.

Газове зварювання й різання металів почали інтенсивно використовувати із середини XIX століття. Цей високотемпературний процес відбувається із застосуванням суміші кисню і газуватого пального, переважно ацетилену, рідше - пропану, бутану тощо

Як горить парафінова  свіча? Парафінова свічка горить завдяки складній взаємодії фізичних і хімічних процесів. Ось як це відбувається:

1. Плавлення парафіну: Полум'я свічки нагріває парафін, що знаходиться безпосередньо під ним. Парафін починає плавитися, перетворюючись з твердого стану на рідкий.
2. Підняття рідкого парафіну: Рідкий парафін піднімається по гніту вгору завдяки капілярному ефекту. Гніт служить своєрідним "провідником", по якому парафін досягає полум'я.
3. Випаровування парафіну: Досягнувши полум'я, рідкий парафін починає випаровуватися, перетворюючись на газоподібний стан.
4. Горіння пари парафіну: Газоподібний парафін змішується з киснем повітря і загоряється. Відбувається хімічна реакція горіння, в результаті якої виділяється тепло і світло. Полум'я свічки є областю, де відбувається ця реакція.
5. Підтримка горіння: Тепло, що виділяється під час горіння, знову плавить парафін, і процес повторюється. Таким чином, горіння свічки підтримується безперервно, поки не згорить весь парафін або не буде перервано доступ кисню.

Характеристики полум'я парафінової свічки:

• Колір: Полум'я парафінової свічки зазвичай має жовтий або оранжевий колір. Це пов'язано з тим, що під час горіння утворюються частинки сажі, які розжарюються і випромінюють світло.
• Форма: Полум'я свічки має характерну форму, що нагадує краплю або язичок. Це пов'язано з конвекцією повітря: гаряче повітря піднімається вгору, створюючи потік, який формує полум'я.
• Розмір: Розмір полум'я залежить від розміру свічки, кількості парафіну, що подається, та доступу кисню.

Фактори, що впливають на горіння свічки:

• Якість парафіну: Чим чистіший парафін, тим рівніше і довше горітиме свічка.
• Якість гніту: Гніт має бути відповідного розміру і якості, щоб забезпечити достатнє надходження парафіну до полум'я.
• Доступ кисню: Для горіння свічки необхідний достатній доступ кисню. Якщо доступ кисню обмежений, полум'я може згаснути або почати коптити.
• Температура навколишнього середовища: За низької температури парафін може плавитися повільніше, що вплине на горіння свічки.

ІУ. Обговорення заповнених таблиць. Формулювання висновків. Відповідь на проблемне питання.

Висновки:

- вуглеводні – горючі речовини;

- у надлишку кисню продуктами горіння вуглеводнів є вуглекислий газ і вода;

-  вуглеводні із великою масовою часткою Карбону у своєму складі на повітрі горять жовтим кіптявим полум’ям;

-  за візуальними ефектами горіння вуглеводнів можна спрогнозувати, який вуглеводень горить.

- метан при достатній кількості кисню горить блакитним полум’ям. Якщо ж кисню не вистачає, полум’я стає жовтим і більш яскравим.

- подібний ефект можна спостерігати при горінні свічки. До складу парафіну входять алкани з великою кількістю атомів Карбону в молекулах. Для їх повного згоряння кисню в повітрі може не вистачити. Тоді при горінні утворюються дрібні часточки сажі, які зумовлюють світіння полум’я. Ці часточки сажі можна побачити, якщо піднести холодне скельце до полум’я свічки. На скельці утворюватиметься кіптява.

Пам’ятайте, що вуглеводні утворюють із повітрям вибухонебезпечні суміші, тож неухильно треба дотримуватися правил безпеки при користуванні природним газом у побуті. Якщо ж відчули запах газу, негайно телефонуйте 104 та не вмикайте електроприлади.

У. Як правильно записувати рівняння реакцій горіння. Пояснення вчителя. (коротке, робота з дошкою).

УІ. Робота з вправами.

Напишіть рівняння реакцій, які відбуваються під час згоряння: а) пропану; б) бутану; в) пентану; г) гептану.

Порівняйте реакції горіння ацетилену в чистому кисні й на повітрі. Яка з цих реакцій має практичне застосування?

Порівняйте теплові ефекти реакцій горіння метану, етену й етину. Яка з цих реакцій дає найбільший тепловий ефект?

УІІ. Складання алгоритму розстановки коефіцієнтів у рівняннях горіння вуглеводнів

Алгоритм розстановки коефіцієнтів у рівняннях горіння вуглеводнів

Горіння вуглеводнів є хімічною реакцією, під час якої вуглеводень взаємодіє з киснем, утворюючи вуглекислий газ (CO2) і воду (H2O). Рівняння цієї реакції потребує зрівнювання, тобто розстановки коефіцієнтів перед формулами речовин. Ось алгоритм, який допоможе вам це зробити:

1. Запишіть незрівняне рівняння реакції:

Спочатку запишіть формулу вуглеводню, який горить, та формулу кисню (O2) зліва, а формули вуглекислого газу (CO2) та води (H2O) справа. Наприклад, для горіння метану (CH4) це виглядатиме так:

CH4 + O2 → CO2 + H2O

2. Зрівняйте кількість атомів Карбону (C):

Подивіться на кількість атомів Карбону в молекулі вуглеводню. Поставте перед формулою CO2 коефіцієнт, що дорівнює цій кількості. У нашому прикладі в молекулі CH4 один атом Карбону, тому перед CO2 ставимо коефіцієнт 1 (або не пишемо його взагалі):

CH4 + O2 → CO2 + H2O

3. Зрівняйте кількість атомів Гідрогену (H):

Подивіться на кількість атомів Гідрогену в молекулі вуглеводню. Поставте перед формулою H2O коефіцієнт, що дорівнює половині цієї кількості. У нашому прикладі в молекулі CH4 чотири атоми Гідрогену, тому перед H2O ставимо коефіцієнт 2:

CH4 + O2 → CO2 + 2H2O

4. Зрівняйте кількість атомів Оксигену (O):

Порахуйте загальну кількість атомів Оксигену в молекулах CO2 та H2O, що знаходяться справа від стрілки. Поставте перед формулою O2 коефіцієнт, що дорівнює половині цієї кількості. У нашому прикладі справа від стрілки знаходяться два атоми Оксигену в CO2 та чотири атоми Оксигену в 2H2O, що в сумі дає шість атомів Оксигену. Тому перед O2 ставимо коефіцієнт 3:

CH4 + 3O2 → CO2 + 2H2O

5. Перевірте рівняння:

Переконайтесь, що кількість атомів кожного елемента зліва від стрілки дорівнює кількості атомів цього ж елемента справа від стрілки. Якщо коефіцієнт перед O2 виходить дробовим, помножте всі коефіцієнти рівняння на 2, щоб отримати цілі числа.

УІІІ. Підведення підсумків уроку та подача домашнього завдання. Д/З В додатковий джерелах інформації знайти і доповнити таблицю.