בתהליך הבעירה נוצרת להבה שמבנהה נקבע על ידי החומרים המגיבים. המבנה שלו מחולק לאזורים בהתאם למדדי טמפרטורה.

הַגדָרָה

להבה מתייחסת לגזים בצורה חמה, בהם קיימים רכיבי פלזמה או חומרים בצורה מפוזרת מוצקה. הם מבצעים טרנספורמציות של פיזי ו סוג כימי, מלווה בזוהר, שחרור אנרגיה תרמית וחימום.

זמינות ב סביבה גזיחלקיקים יוניים ורדיקליים מאפיינים את מוליכותו החשמלית והתנהגותו המיוחדת בשדה אלקטרומגנטי.

מהן להבות

זה בדרך כלל השם שניתן לתהליכים הקשורים לבעירה. בהשוואה לאוויר, צפיפות הגז נמוכה יותר, אך טמפרטורות גבוהות גורמות לעליית גז. כך נוצרות להבות שיכולות להיות ארוכות או קצרות. לעתים קרובות יש מעבר חלק מצורה אחת לאחרת.

להבה: מבנה ומבנה

כדי לקבוע הוֹפָעָהזה מספיק כדי להצית את התופעה המתוארת לא ניתן לכנות את הלהבה הלא זוהרת המופיעה הומוגנית. מבחינה ויזואלית, ניתן להבחין בשלושה תחומים עיקריים. אגב, לימוד מבנה הלהבה מראה את זה חומרים שוניםלשרוף עם היווצרות של סוגים שונים של לפיד.

כאשר תערובת של גז ואוויר בוערת, נוצרת תחילה להבה קצרה שצבעה כחול ו גוונים סגולים. הליבה נראית בו - ירוק-כחול, מזכיר חרוט. בואו ניקח בחשבון את הלהבה הזו. המבנה שלו מחולק לשלושה אזורים:

1. שִׂיא אזור הכנה, שבו מתחממת תערובת הגז והאוויר ביציאה מפתח המבער.
2. לאחר מכן, האזור שבו מתרחשת בעירה. זה תופס את החלק העליון של החרוט.
3. כשיש חוסר זרימת אוויר, הגז לא נשרף לחלוטין. משתחררים שאריות של תחמוצת פחמן דו ערכית ומימן. הבעירה שלהם מתרחשת באזור השלישי, שבו יש גישה לחמצן.

כעת נשקול בנפרד תהליכי בעירה שונים.

נר דולק

שריפת נר דומה לשריפת גפרור או מצית. והמבנה של להבת נר דומה לזרם גז חם, שנמשך כלפי מעלה בגלל כוחות ציפה. התהליך מתחיל בחימום הפתיל ולאחריו אידוי של השעווה.

האזור הנמוך ביותר, הממוקם בתוך החוט וצמוד אליו, נקרא האזור הראשון. יש לו זוהר קל בגלל כמות גדולהדלק, אבל נפח קטן של תערובת חמצן. כאן מתרחש תהליך של בעירה לא מלאה של חומרים, שחרור אשר מחומצן לאחר מכן.

האזור הראשון מוקף במעטפת שנייה זוהרת, המאפיינת את מבנה להבת הנר. נכנס אליו נפח גדול יותר של חמצן, מה שגורם להמשך תגובת החמצון בהשתתפות מולקולות דלק. הטמפרטורות כאן יהיו גבוהות יותר מאשר באזור החשוך, אך לא מספיקות לפירוק סופי. בשני האזורים הראשונים, כאשר טיפות של חלקיקי דלק ופחם לא נשרפו מתחממות חזק, מופיע אפקט זוהר.

האזור השני מוקף במעטפת עם ראות נמוכה עם ערכי טמפרטורה גבוהים. נכנסות אליו מולקולות חמצן רבות, מה שתורם לבעירה מלאה של חלקיקי דלק. לאחר החמצון של חומרים, האפקט הזוהר אינו נצפה באזור השלישי.

איור סכמטי

למען הבהירות, אנו מציגים לתשומת לבכם תמונה של נר בוער. מעגל להבה כולל:

1. האזור הראשון או החשוך.
2. אזור מואר שני.
3. הקליפה השקופה השלישית.

חוט הנר אינו נשרף, אלא מתרחשת רק חריכה של הקצה הכפוף.

מנורת אלכוהול בוערת

עֲבוּר ניסויים כימייםמיכלים קטנים של אלכוהול משמשים לעתים קרובות. הם נקראים מנורות אלכוהול. פתיל המבער ספוג בנוזל שנשפך דרך החור. דלק נוזלי. זה מקל על ידי לחץ נימי. כאשר מגיעים לחלק העליון החופשי של הפתיל, האלכוהול מתחיל להתאדות. במצב אדים, הוא נדלק ונשרף בטמפרטורה של לא יותר מ-900 מעלות צלזיוס.

ללהבה של מנורת אלכוהול יש צורה נורמלית, היא כמעט חסרת צבע, עם גוון קל של כחול. האזורים שלו אינם נראים בבירור כמו אלו של נר.

על שמו של המדען ברת'ל, תחילת השריפה ממוקמת מעל רשת המבערים. העמקה זו של הלהבה מובילה לירידה בקונוס הכהה הפנימי, והחלק האמצעי, הנחשב לחם ביותר, יוצא מהחור.

מאפיין צבע

קרינות שונות נגרמות על ידי מעברים אלקטרוניים. הם נקראים גם תרמיים. לפיכך, כתוצאה מבעירה של רכיב פחמימני באוויר, להבה כחולהעקב השחרור חיבורי H-C. ועם קרינה חלקיקים C-C, הלפיד הופך לכתום-אדום.

קשה להתייחס למבנה של להבה, שהכימיה שלה כוללת תרכובות של מים, פחמן דו חמצני ופחמן חד חמצני, וקשר OH. לשונותיו כמעט חסרות צבע, מכיוון שהחלקיקים הנ"ל, בעת שריפה, פולטים קרינה בספקטרום האולטרה סגול והאינפרא אדום.

צבע הלהבה מקושר עם מדדי טמפרטורה, עם נוכחות של חלקיקים יוניים בתוכה, השייכים לפליטת פליטה או ספקטרום אופטי מסוים. לפיכך, בעירה של אלמנטים מסוימים מובילה לשינוי בצבע האש במבער. הבדלים בצבע הלפיד קשורים לסידור האלמנטים בפנים קבוצות שונותמערכת תקופתית.

אש נבדקת באמצעות ספקטרוסקופ על נוכחות קרינה בספקטרום הנראה. יחד עם זאת, נמצא שגם חומרים פשוטים מתת-הקבוצה הכללית גורמים לצבע דומה של הלהבה. לשם הבהירות, שריפת נתרן משמשת כמבחן למתכת זו. כאשר מביאים ללהבה, הלשונות הופכות לצהוב בהיר. בהתבסס על מאפייני הצבע, קו הנתרן מזוהה בספקטרום הפליטה.

הוא מאופיין בתכונה של עירור מהיר של קרינת אור מחלקיקים אטומיים. כאשר תרכובות לא נדיפות של יסודות כאלה מוכנסים לאש של מבער בונזן, הוא הופך לצבעוני.

בדיקה ספקטרוסקופית מראה קווים אופייניים באזור הנראה לעין האנושית. מהירות העירור של קרינת האור והמבנה הספקטרלי הפשוט קשורים קשר הדוק למאפיינים האלקטרו-חיוביים הגבוהים של מתכות אלו.

מְאַפיֵן

סיווג הלהבות מבוסס על המאפיינים הבאים:

• מצב מצטבר של תרכובות בוערות. הם מגיעים בצורות גזים, מוטסות, מוצקות ונוזליות;
• סוג הקרינה, שיכולה להיות חסרת צבע, זוהרת וצבעונית;
• מהירות הפצה. יש התפשטות מהירה ואיטית;
• גובה להבה. המבנה יכול להיות קצר או ארוך;
• אופי התנועה של תערובות מגיבות. יש תנועה פועמת, למינרית, סוערת;
• תפיסה חזותית. חומרים נשרפים עם שחרור של להבה מעושנת, צבעונית או שקופה;
• מחוון טמפרטורה. הלהבה יכולה להיות טמפרטורה נמוכה, קרה וטמפרטורה גבוהה.
• מצב הדלק - שלב מגיב מחמצן.

בעירה מתרחשת כתוצאה מדיפוזיה או ערבוב מראש של הרכיבים הפעילים.

אזור חמצון והפחתה

תהליך החמצון מתרחש באזור בקושי מורגש. הוא החם ביותר והוא ממוקם בחלק העליון. בו נחשפים חלקיקי דלק בעירה מלאה. ונוכחות של עודף חמצן ומחסור בעירה מובילה לתהליך חמצון אינטנסיבי. יש להשתמש בתכונה זו בעת חימום חפצים מעל המבער. לכן החומר טובל בחלק העליון של הלהבה. בעירה זו מתקדמת הרבה יותר מהר.

תגובות הפחתה מתרחשות בחלק המרכזי והתחתון של הלהבה. כלול כאן מלאי גדולחומרים דליקים וכמות קטנה של מולקולות O 2 המבצעות בעירה. כאשר מוכנס לאזורים אלה, אלמנט ה-O מתבטל.

כדוגמה ללהבה מצמצמת, נעשה שימוש בתהליך של פיצול סולפט ברזל. כאשר FeSO 4 נכנס לחלק המרכזי של לפיד המבער, הוא מתחמם תחילה ואז מתפרק לתחמוצת ברזל, אנהידריד וגופרית דו-חמצנית. בתגובה זו נצפית הפחתה של S עם מטען של +6 עד +4.

להבת ריתוך

שריפה מסוג זה נוצרת כתוצאה מבעירה של תערובת של גז או אדי נוזלים עם חמצן מאוויר נקי.

דוגמה לכך היא היווצרות של להבת אוקסיאצטילן. הוא מבחין:

• אזור הליבה;
• אזור ההתאוששות האמצעי;
• אזור קיצוני התלקחות.

כך שורפות תערובות גז-חמצן רבות. הבדלים ביחס של אצטילן וחומר מחמצן מובילים סוגים שוניםלֶהָבָה. זה יכול להיות בעל מבנה נורמלי, קרבוריזי (אצטילני) ומחמצן.

תיאורטית, ניתן לאפיין את תהליך הבעירה הבלתי מלאה של אצטילן בחמצן טהור במשוואה הבאה: HCCH + O 2 → H 2 + CO + CO (דרושה מול אחת של O 2 לתגובה).

המימן והפחמן החד חמצני המולקולרי המתקבלים מגיבים עם חמצן באוויר. התוצרים הסופיים הם מים ותחמוצת פחמן ארבע ערכית. המשוואה נראית כך: CO + CO + H 2 + 1½O 2 → CO 2 + CO 2 + H 2 O. תגובה זו דורשת 1.5 מולים של חמצן. כשמסכמים O 2, מסתבר שמוציאים 2.5 מולים לכל מול 1 של HCCH. ומכיוון שבפועל קשה למצוא חמצן טהור באופן אידיאלי (לעיתים קרובות הוא מזוהם מעט בזיהומים), היחס בין O 2 ל-HCCH יהיה 1.10 עד 1.20.

כאשר יחס החמצן לאצטילן נמוך מ-1.10, מתרחשת להבה מקרבת. למבנה שלו יש ליבה מוגדלת, קווי המתאר שלו נעשים מטושטשים. פיח משתחרר משריפה כזו עקב מחסור במולקולות חמצן.

אם יחס הגזים גדול מ-1.20, אז מתקבלת להבה מחמצנת עם עודף חמצן. עודפי המולקולות שלו הורסים אטומי ברזל ורכיבים אחרים של מבער הפלדה. בלהבה כזו, החלק הגרעיני נעשה קצר ובעל נקודות.

מחווני טמפרטורה

לכל אזור אש של נר או מבער יש ערכים משלו, הנקבעים על ידי אספקת מולקולות חמצן. הטמפרטורה של הלהבה הפתוחה בחלקיה השונים נעה בין 300 מעלות צלזיוס ל-1600 מעלות צלזיוס.

דוגמה לכך היא דיפוזיה ולהבה למינרית, שנוצרת על ידי שלוש קונכיות. החרוט שלו מורכב מאזור כהה עם טמפרטורה של עד 360 מעלות צלזיוס ומחסור בחומרים מחמצנים. מעליו אזור זוהר. הטמפרטורה שלו נעה בין 550 ל-850 מעלות צלזיוס, מה שמקדם פירוק תרמי של התערובת הדליקה ושריפתה.

האזור החיצוני בקושי מורגש. בו, טמפרטורת הלהבה מגיעה ל-1560 מעלות צלזיוס, וזה נובע מהמאפיינים הטבעיים של מולקולות הדלק ומהירות הכניסה של החומר המחמצן. זה המקום שבו הבעירה היא האנרגטית ביותר.

חומרים מתלקחים בשעה אחרת תנאי טמפרטורה. לפיכך, מתכת מגנזיום נשרפת רק ב-2210 מעלות צלזיוס. עבור מוצקים רבים טמפרטורת הלהבה היא סביב 350 מעלות צלזיוס. גפרורים ונפט יכולים להתלקח ב-800 מעלות צלזיוס, בעוד שעץ יכול להתלקח מ-850 מעלות צלזיוס עד 950 מעלות צלזיוס.

הסיגריה בוערת בלהבה שהטמפרטורה שלה נעה בין 690 ל-790 מעלות צלזיוס, ובתערובת פרופאן-בוטאן - מ-790 מעלות צלזיוס עד 1960 מעלות צלזיוס. בנזין מתלקח ב-1350 מעלות צלזיוס. ללהבת האלכוהול יש טמפרטורה של לא יותר מ-900 מעלות צלזיוס.

תֵאוּר:

הרטבת צלחת נחושת בחומצה הידרוכלורית והבאתה ללהבת המבער, אנו מבחינים באפקט מעניין - צביעת הלהבה. האש מנצנצת בגוונים כחולים-ירוקים יפהפיים. המחזה די מרשים ומהפנט.

נחושת נותנת את הלהבה גוון ירוק. עם תכולת נחושת גבוהה בחומר הדליק, הלהבה תהיה בהירה יָרוֹק. תחמוצות נחושת נותנות צבע ירוק אזמרגד. לדוגמה, כפי שניתן לראות מהסרטון, כאשר נחושת נרטבת בחומצה הידרוכלורית, הלהבה הופכת לכחול עם גוון ירקרק. ותרכובות המכילות נחושת ספוגות בחומצה בצבע כחול תכלת הלהבה.

לעיון:גם בריום, מוליבדן, זרחן ואנטימון נותנים צבע ירוק וגווניו לאש.

הֶסבֵּר:

מדוע הלהבה גלויה? או מה קובע את הבהירות שלו?

כמה להבות כמעט בלתי נראות, בעוד שאחרות, להיפך, זוהרות בבהירות רבה. לדוגמה, מימן בוער בלהבה חסרת צבע כמעט לחלוטין; גם להבת האלכוהול הטהור זורחת חלש מאוד, אבל נר ומנורת נפט בוערים בלהבה זוהרת בהירה.

העובדה היא שהבהירות הגדולה או הקטנה יותר של כל להבה תלויה בנוכחות של חלקיקים מוצקים חמים בה.

דלק מכיל פחמן בכמות גדולה או קטנה יותר. חלקיקי פחמן זוהרים לפני שהם נשרפים, וזו הסיבה שהלהבה של מבער גז, מנורת נפט ונר מאירה - כי הוא מואר על ידי חלקיקי פחמן חמים.

כך, ניתן להבהיר להבה לא זוהרת או חלשה על ידי העשרתה בפחמן או חימום חומרים בלתי דליקים באמצעותו.

איך להשיג להבות רב צבעוניות?

כדי להשיג להבה צבעונית לא מוסיפים לחומר הבוער פחמן אלא מלחי מתכת שצובעים את הלהבה בצבע זה או אחר.

השיטה הסטנדרטית לצביעת להבת גז זוהרת חלשה היא הכנסת תרכובות מתכת לתוכה בצורה של מלחים נדיפים מאוד - בדרך כלל ניטרטים (מלחים של חומצה חנקתית) או כלורידים (מלחים של חומצה הידרוכלורית):

צָהוֹב- מלחי נתרן,

אדום - סטרונציום, מלחי סידן,

ירוק - מלחי צסיום (או בורון, בצורה של בורוןאתיל או אתר בורוןמתיל),

כחול - מלחי נחושת (בצורת כלוריד).

IN סלניום צובע את הלהבה בכחול, ובורון צובע את הלהבה בכחול-ירוק.

יכולת זו של שריפת מתכות והמלחים הנדיפים שלהן להקנות צבע מסוים ללהבה חסרת צבע משמשת לייצור אורות צבעוניים (למשל בפירוטכניקה).

מה קובע את צבעה של להבה (בשפה מדעית)

צבע האש נקבע לפי טמפרטורת הלהבה ומה כימיקליםהם נשרפים בו. הטמפרטורה הגבוהה של הלהבה מאפשרת לאטומים לקפוץ לטמפרטורה גבוהה יותר למשך זמן מה. מצב אנרגיה. כאשר האטומים חוזרים למצבם המקורי, הם פולטים אור באורך גל מסוים. זה מתאים למבנה של הקליפות האלקטרוניות של אלמנט נתון.

קל לנחש את זה צבע להבהיהיה תלוי במה כימיקלים נשרפים בו, אם תחת השפעה טמפרטורה גבוההאטומים בודדים של חומרים אלה משתחררים - נותן צבע. נערכו ניסויים רבים, עליהם אכתוב להלן, על מנת להבין כיצד חומרים משפיעים צבע אש.

אפילו בימי קדם, מדענים ואלכימאים ניסו להבין איזה סוג של חומרים נשרפו באש, בהתאם לצבע האש.

כמעט לכולם בבית יש תנורי גזאו עמודים שבהם הלהבה צבעונית גוון כחול. זה נובע מחומר בעירה פַּחמָן, חד תחמוצת הפחמן, שנותן את הגוון הזה. מלחי נתרן, שהעץ הטבעי עשיר בהם, נותנים להבה צהובה-כתומה, המשמש לשריפת שריפת יער רגילה או גפרורים ביתיים. על ידי התזת מבער של כיריים גז עם מלח רגיל, תקבל את אותו גוון. נחושת נותנת יָרוֹקלֶהָבָה. אני חושב ששמת לב יותר מפעם אחת לאותו רגיל, לא מעובד הרכב מגן, נחושת הופכת את העור לירוק אם אתה עונד טבעת או שרשרת במשך זמן רב. כך זה במהלך תהליך הבעירה. עם תכולת נחושת גבוהה, ללהבה צבע ירוק עז מאוד, כמעט זהה ללבן. אתה יכול לראות זאת על ידי התזת שבבי נחושת על אותו מבער גז.

ניסויים בוצעו עם קונבנציונלי מבער גזומינרלים שונים על מנת לקבוע את הרכבם. את המינרל לוקחים בפינצטה ומכניסים אותו ללהבה - לפי הגוון שבו צבועה האש ניתן לשפוט את הזיהומים השונים המצויים באלמנט. יָרוֹקוהגוונים שלו מסופקים על ידי מינרלים כמו בריום, נחושת, מוליבדן, זרחן, אנטימון ובורון, שנותן צבע כחול-ירוק. גם ב כְּחוֹלסלניום צובע את הלהבה. אָדוֹםהלהבה תיתן ליתיום, סטרונציום וסידן, סָגוֹל- אשלגן, צהוב-כתוםהגוון יוצא כאשר הנתרן נשרף.

כדי ללמוד מינרלים ולקבוע את הרכבם, הוא משמש מבער בונזן, נותן צבע להבה אחיד וחסר צבע שאינו מפריע למהלך הניסוי, שהומצא על ידי בונסן באמצע המאה ה-19.

בונסןהיה מעריץ נלהב של יסוד האש, לעתים קרובות התעסק בלהבות. התחביב שלו היה ניפוח זכוכית. על ידי ניפוח עיצובים ומנגנונים ערמומיים שונים מזכוכית, בונסן לא יכול היה להבחין בכאב. היו פעמים שאצבעותיו היבלות החלו לעשן מהזכוכית החמה והרכה עדיין, אבל הוא לא שם לב לזה. אם הכאב כבר עבר את סף הרגישות, אז הוא הציל את עצמו בשיטה משלו - הוא לחץ בחוזקה על תנוך אוזנו באצבעותיו, מפריע לכאב אחד עם אחר.

הוא זה שהיה מייסד השיטה קביעת הרכב החומר לפי צבע הלהבה. כמובן, לפניו, מדענים ניסו לבצע ניסויים כאלה, אבל לא היה להם מבער בונזן עם להבה חסרת צבע, לא מפריע לניסוי. הוא הכניס את המבער לתוך הלהבה אלמנטים שוניםעל חוט פלטינה, שכן פלטינה אינה משפיעה על צבע הלהבה ואינה צובעת אותה.

נראה שהשיטה טובה, אין צורך בניתוח כימי מורכב, מביאים את היסוד ללהבה - והרכבו נראה מיד. אבל זה לא היה המצב. לעתים רחוקות מאוד חומרים נמצאים בטבע ב צורה טהורה, הם בדרך כלל מכילים קבוצה גדולה של זיהומים שונים, מחליף צבע.

ניסיתי את בונסן שיטות שונותזיהוי צבעים והגוונים שלהם. למשל, ניסיתי להסתכל דרך זכוכית צבעונית. בוא נגיד זכוכית כחולהמכבה צָהוֹב, אשר מיוצר על ידי מלחי הנתרן הנפוצים ביותר, ואפשר היה להבחין בגוון הארגמן או הסגול של היסוד המקומי. אבל אפילו בעזרת הטריקים הללו, ניתן היה לקבוע את הרכבו של מינרל מורכב רק פעם במאה.

ניסוי מדעי יפה מאוד של פרופסור ניקולס "להבה צבעונית" מאפשר לך לקבל להבה של ארבע צבעים שונים, תוך שימוש בחוקי הכימיה לשם כך.

הסט הכי מעניין, באמת ראינו מספיק את הלהבות, מראה מדהים! זה מעניין לכולם: גם מבוגרים וגם ילדים, אז אני ממליץ עליו בחום! היתרון הוא שאפשר לעשות את הניסוי הזה באש בבית, אתה לא צריך לצאת החוצה. הסט מכיל כוסות וקערות בהן בוערת טבלית דלק יבש, הכל בטוח, ו רצפת עץ(או שולחן) ניתן להציב.

עדיף, כמובן, לערוך את הניסוי בהשגחת מבוגר. גם אם הילדים כבר די גדולים. אש זה עדיין דבר מסוכן, אבל יחד עם זאת... מצמרר (זו המילה שמתאימה כאן מאוד מדויק!) מעניין!! :-))

ראו תמונות של אריזת הסט בגלריה בסוף הכתבה.

ערכת הלהבה הצבעונית מכילה את כל מה שאתה צריך כדי לבצע את הניסוי. הסט כולל:

• אשלגן יודיד,
• סידן כלורי,
• תמיסה של חומצת מלח 10%,
• נחושת גופרתית,
• חוט ניכרום,
• חוט נחושת,
• נתרן כלורי,
• דלק יבש, כוס אידוי.

הדבר היחיד שיש לי כמה תלונות לגביו זה היצרן - ציפיתי למצוא מיני-ברושור עם תיאור בקופסה תהליך כימי, שאנו רואים כאן, והסבר מדוע הלהבה הופכת לצבעונית. לא היה תיאור כזה כאן, אז תצטרך לפנות לאנציקלופדיה לכימיה (). אם כמובן יש רצון כזה. ולילדים גדולים יותר, כמובן, יש רצון! ילדים צעירים יותר, כמובן, לא צריכים שום הסברים: הם פשוט מאוד מעוניינים לראות איך צבע הלהבה משתנה.

עַל הצד האחוריקופסת האריזה אומרת מה צריך לעשות כדי שהלהבה תצבע. בהתחלה עשו את זה לפי ההוראות, ואז פשוט התחילו לפזר על הלהבות אבקות שונות מצנצנות (כשהם היו בטוחים שהכל בטוח) :-)) - האפקט היה מדהים. :-) הבזקי להבה אדומה בצהוב, להבה ירוקה בהירה, ירוקה, סגולה... המראה פשוט מהפנט.

זה מאוד מגניב לקנות לאיזה חג, זה הרבה יותר מעניין מכל חזיז. והלאה רֹאשׁ הַשָׁנָהזה יהיה מאוד מגניב. בערנו במהלך היום זה היה אפילו יותר מרהיב בחושך.

עדיין נשארו לנו הריאגנטים לאחר שריפת טבליה אחת, כך שאם ניקח טבליה נוספת (לרכוש בנפרד), נוכל לחזור על הניסוי. כוס החימר נשטפה די טוב, אז זה יספיק לניסויים רבים. ואם אתה בדאצ'ה, אז ניתן לפזר את האבקה על האש באש - אז, כמובן, זה יסתיים במהירות, אבל המחזה יהיה פנטסטי!

אני מוסיף מידע קצרלגבי הריאגנטים שמגיעים עם הניסוי. לילדים סקרנים שמעוניינים ללמוד עוד. :-)

צביעת להבה

השיטה הסטנדרטית לצביעת להבת גז קלושה היא הכנסת תרכובות מתכת לתוכה בצורה של מלחים נדיפים מאוד (בדרך כלל חנקות או כלורידים):

צהוב - נתרן,

אדום - סטרונציום, סידן,

ירוק - צסיום (או בורון, בצורה של בורוןאתיל או אתר בורוןמתיל),

כחול - נחושת (בצורת כלוריד).

סלניום צובע את הלהבה בכחול, ובורון צובע את הלהבה בכחול-ירוק.

הטמפרטורה בתוך הלהבה שונה ומשתנה עם הזמן (בהתאם לזרימת חמצן וחומר בעירה). צבע כחול אומר שהטמפרטורה גבוהה מאוד עד 1400 C, צהוב אומר שהטמפרטורה מעט נמוכה יותר מאשר כשהלהבה כחולה. צבע הלהבה עשוי להשתנות בהתאם לזיהומים כימיים.

צבעה של להבה נקבע רק על ידי הטמפרטורה שלה, אם לא לוקחים בחשבון את ההרכב הכימי (ליתר דיוק, היסוד). כַּמָה יסודות כימייםמסוגלים לצבוע את הלהבה בצבע האופייני לאלמנט זה.

בתנאי מעבדה, ניתן להשיג אש חסרת צבע לחלוטין, אשר ניתן לקבוע רק על ידי רטט האוויר באזור הבעירה. אש ביתית היא תמיד "צבעונית".צבעה של אש נקבע על פי טמפרטורת הלהבה ואיזה כימיקלים היא שורפת. הטמפרטורה הגבוהה של הלהבה מאפשרת לאטומים לקפוץ למצב אנרגיה גבוה יותר למשך זמן מה. כשהאטומים חוזרים למצבם המקורי, הם פולטים אור באורך גל מסוים. זה מתאים למבנה של הקליפות האלקטרוניות של אלמנט נתון.

Gכְּחוֹלאור, למשל, שניתן לראות בעת בוער גז טבעי, נגרמת על ידי פחמן חד חמצני, שנותן ללהבה את הגוון הזה. פחמן חד חמצני, מולקולה המורכבת מאטום חמצן אחד ואטום פחמן אחד, הוא מוּצָר לְוָאִישריפה של גז טבעי.

אשלגן - להבה סגולה

1) ב יָרוֹקצֶבַע לֶהָבָהצבעי בוריק חוּמצָהאו חוט נחושת (פליז) טבול פנימה מֶלַח חוּמצָה.

2) אדום לֶהָבָהצבעים גיר טבול באותו מֶלַח חוּמצָה.

כאשר הם מסויידים בחוזקה בשברים דקים, מינרלים המכילים Ba (המכילים בריום) צובעים את הלהבה בצהוב-ירוק. ניתן לשפר את צביעת הלהבה אם, לאחר הסתיידות ראשונית, המינרל נרטב בחומצה הידרוכלורית חזקה.

תחמוצות נחושת (בניסוי, חומצה הידרוכלורית וגבישי נחושת משמשים ללהבה הירוקה) לתת צבע ירוק אזמרגד. תרכובות המכילות Cu מחושלות מורטבות ב-HC1 צובעות את הלהבה כחולה תכלת CuC1 2). התגובה מאוד רגישה.

גם בריום, מוליבדן, זרחן ואנטימון נותנים צבע ירוק וגווניו לאש.

תמיסות חנקת נחושת וחומצה הידרוכלורית הן כחולות או ירוקות; כאשר מוסיפים אמוניה, צבע התמיסה משתנה לכחול כהה.

להבה צהובה - מלח

עֲבוּר צָהוֹב לֶהָבָהנדרש תוספת בישול מֶלַח, נתרן חנקתי או נתרן כרומט.

נסו לפזר מעט מלח שולחני על מבער של כיריים גז עם להבה כחולה שקופה - בלהבה יופיעו לשונות צהובות. זֶה להבה צהובה-כתומהלתת מלחי נתרן (ומלח שולחן, כזכור, הוא נתרן כלורי).

צהוב הוא צבע הנתרן בלהבה. נתרן נמצא בכל טבעי חומר אורגני, וזו הסיבה שבדרך כלל אנו רואים את הלהבה צהובה. וצבע צהוב יכול להטביע צבעים אחרים - זו תכונה של הראייה האנושית.

להבות צהובות מופיעות כאשר מלחי נתרן מתפרקים. עץ עשיר מאוד במלחים כאלה, ולכן שריפת יער רגילה או גפרורים ביתיים בוערות בלהבה צהובה.

להבות מגיעות בצבעים שונים. הסתכל לתוך האח. צהוב, כתום, אדום, לבן ו לשונות כחולותלֶהָבָה. צבעו תלוי בטמפרטורת הבעירה ובחומר הדליק. כדי לדמיין זאת, דמיינו ספירלה תנור חשמלי. אם האריח כבוי, הסיבובים הספירליים קרים ושחורים. נניח שהחלטתם לחמם את המרק ולהדליק את הכיריים. בהתחלה הספירלה הופכת לאדום כהה. ככל שהטמפרטורה עולה יותר, כך הצבע האדום של הספירלה בהיר יותר. כאשר האריח מתחמם עד טמפרטורה מקסימלית, הספירלה הופכת לכתום-אדום.

באופן טבעי, הספירלה לא נשרפת. אתה לא רואה את הלהבה. היא פשוט ממש לוהטת. אם תחמם אותו עוד יותר, הצבע ישתנה. ראשית, צבע הספירלה יהפוך לצהוב, אחר כך לבן, וכאשר יתחמם עוד יותר, יבקע ממנה זוהר כחול.

משהו דומה קורה באש. ניקח נר כדוגמה. אזורים שוניםלהבות נרות יש טמפרטורות שונות. אש זקוקה לחמצן. אם מכסים את הנר צנצנת זכוכית, האש תכבה. האזור המרכזי של להבת הנר הצמוד לפתיל צורך מעט חמצן ונראה כהה. האזורים העליונים והצדדיים של הלהבה מקבלים יותר חמצן, ולכן אזורים אלה בהירים יותר. כשהלהבה נעה דרך הפתיל, השעווה נמסה ומתפצחת, מתפרקת לחלקיקי פחמן זעירים. (פחם מורכב גם מפחמן.) חלקיקים אלו נישאים כלפי מעלה על ידי הלהבה ונשרפים. הם מאוד חמים וזוהרים כמו הספירלה של האריח שלך. אבל חלקיקי הפחמן לוהטים בהרבה מהסליל של האריח החם ביותר (טמפרטורת בעירת הפחמן היא בערך 1,400 מעלות צלזיוס). לכן, הזוהר שלהם צהוב. ליד הפתילה הבוערת, הלהבה לוהטת עוד יותר וזוהרת כחולה.

הלהבות של אח או אש הן לרוב ססגוניות למראה.עץ נשרף בטמפרטורה נמוכה יותר מאשר פתיל נר, כך שצבע הבסיס של האש הוא כתום ולא צהוב. לחלקיקי פחמן מסוימים בלהבת אש יש טמפרטורה גבוהה למדי. יש מעט מהם, אבל הם מוסיפים גוון צהבהב ללהבה. חלקיקים מקוררים של פחמן חם הם פיח שמתיישב ארובות. טמפרטורת השריפה של עץ נמוכה מטמפרטורת השריפה של נר. סידן, נתרן ונחושת, מחוממים לטמפרטורות גבוהות, זוהרים צבעים שונים. הם מתווספים לאבקת טילים כדי לצבוע את האורות של זיקוקי החג.

צבע להבה והרכב כימי

צבע הלהבה עשוי להשתנות בהתאם לזיהומים הכימיים הכלולים בעץ או חומר דליק אחר. הלהבה עשויה להכיל, למשל, זיהומי נתרן.

אפילו בימי קדם, מדענים ואלכימאים ניסו להבין איזה סוג של חומרים נשרפו באש, בהתאם לצבע האש.

• נתרן הוא רְכִיב מלח שולחן. כאשר נתרן מחומם, הוא הופך לצהוב בהיר.
• סידן עלול להשתחרר לתוך האש. כולנו יודעים שחלב מכיל הרבה סידן. זה מתכת. סידן חם הופך לאדום בוהק.
• אם זרחן נשרף בשריפה, הלהבה תהפוך לירקרק. כל האלמנטים האלה כלולים בעץ או נכנסים לאש עם חומרים אחרים.
• כמעט לכל אחד בבית יש כיריים גז או מחממי מים, שלהבותיהם בצבע כחול. זה נובע מפחמן דליק, פחמן חד חמצני, שנותן את הגוון הזה.

ערבוב של צבעי להבה, כמו ערבוב של צבעי קשת, יכול לתת לָבָן, כך שאזורים לבנים נראים בלהבות של אש או אח.

טמפרטורת להבה בעת שריפת חומרים מסוימים:

איך לקבל צבע להבה אחיד?

כדי ללמוד מינרלים ולקבוע את הרכבם, הוא משמש מבער בונזן, נותן צבע להבה אחיד וחסר צבע שאינו מפריע למהלך הניסוי, שהומצא על ידי בונסן באמצע המאה ה-19.

בונסן היה מעריץ נלהב של אלמנט האש ולעתים קרובות התעסק בלהבות. התחביב שלו היה ניפוח זכוכית. על ידי ניפוח עיצובים ומנגנונים ערמומיים שונים מזכוכית, בונסן לא יכול היה להבחין בכאב. היו פעמים שאצבעותיו היבלות החלו לעשן מהזכוכית החמה והרכה עדיין, אבל הוא לא שם לב לזה. אם הכאב כבר עבר את סף הרגישות, אז הוא הציל את עצמו בשיטה משלו - הוא לחץ בחוזקה על תנוך אוזנו באצבעותיו, מפריע לכאב אחד עם אחר.

זה היה מי שהיה מייסד השיטה לקביעת הרכב החומר לפי צבע הלהבה. כמובן שלפניו ניסו מדענים לבצע ניסויים כאלה, אבל לא היה להם מבער בונזן עם להבה חסרת צבע שלא הפריעה לניסוי. הוא הכניס אלמנטים שונים על חוט פלטינה ללהבת המבער, שכן פלטינה אינה משפיעה על צבע הלהבה ואינה צובעת אותה.

נראה שהשיטה טובה, אין צורך בניתוח כימי מורכב, מביאים את היסוד ללהבה - והרכבו נראה מיד. אבל זה לא היה המצב. לעתים רחוקות מאוד חומרים נמצאים בטבע בצורתם הטהורה הם בדרך כלל מכילים מגוון גדול של זיהומים שונים המשנים את צבעם.

בונסן ניסה שיטות שונות לבידוד צבעים וגוונים שלהם. למשל, ניסיתי להסתכל דרך זכוכית צבעונית. נניח, זכוכית כחולה מכבה את הצבע הצהוב המיוצר על ידי מלחי הנתרן הנפוצים ביותר, וניתן היה להבחין בגוון ארגמן או סגול של היסוד המקומי. אבל אפילו בעזרת הטריקים הללו, ניתן היה לקבוע את הרכבו של מינרל מורכב רק פעם במאה.

זה מעניין!בשל תכונתם של אטומים ומולקולות לפלוט אור בצבע מסוים, פותחה שיטה לקביעת הרכב החומרים, הנקראת ניתוח ספקטרלי. מדענים חוקרים את הספקטרום שחומר פולט, למשל, כשהוא נשרף, משווים אותו עם הספקטרום של היסודות המוכרים, וכך קובעים את הרכבו.