Лабораторная работа по теме: Определение основных характеристик горения органических веществ

При изучении темы: «Расчет коэффициента горючести. Определение характера свечения пламени» по общепрофессиональной дисциплине ОП.05 Теория горения и взрыва, для обучающихся среднего профессионального образования по специальности 20.02.02 Защита в чрезвычайных ситуациях предусмотрена лабораторная работа по теме: Определение основных характеристик горения органических веществ, рассчитанная на 90 минут. Данная работа позволяет отработать у обучающихся умения по определению основных характеристик горения органических веществ.

Методические указания обучающимся по выполнению лабораторной работы:

Лабораторная работа № 2

Тема: «Определение основных характеристик горения органических веществ»

Цель работы:

1. Отработать практические навыки и умения по определению основных характеристик горения органических веществ.

2. Произвести расчёт коэффициента горючести предложенных органических веществ, и определить свойства горючести вещества.

3. Определить характер свечения пламени органических веществ, горючесть которых установлена практическим путём.

4. Сделать выводы о способности каждого из веществ к горению на основании расчетных данных и данных, полученных при эксперименте.

Задачи:

1. Произвести необходимые расчеты.

2. Провести экспериментальные опыты.

3. Сделать выводы, подтвержденные наблюдениями.

4. Оформить отчет.

Оборудование: вытяжной шкаф, штатив с пробирками, газоотводная трубка (Г-образная трубка).

Приборы и реактивы: ацетата натрия, натронная известь, спиртовка, этиловый спирт, серная кислота, песок.

Ход работы:

1. Расчет коэффициента горючести

а) Определите коэффициент горючести для метана и этилен и на основании значения коэффициента горючести сделайте вывод о способности каждого из веществ к горению.

б) На практике убедитесь в правильности сделанных выводов. Для проведения эксперимента вещества необходимо будет получить в лабораторных условиях.

Результаты расчетов и наблюдения представляются в виде таблицы (табл.1).

Расчетные формулы

Для расчета коэффициента горючести можно использовать формулу:

К = 4 *n(С) + 4 *n(S) + n(Н) + n(N) – 2 *n(O) – 2 *n(Cl) – 3*n(F) – 5 *n(Br),

гдеn(С), n(S), n(Н), n(N), n(O), n(Cl), n(F), n(Br) – это число атомов углерода, серы, водорода, азота, кислорода, хлора, фтора и брома в молекуле вещества.

Если К – коэффициент горючести больше или равен единице, то вещество является горючим.

Если К – коэффициент горючести меньше единицы – вещество негорючее.

Таблица 1. Определение горючести веществ

2. Определение характера свечения пламени

Для веществ, горючесть которых установлена в первой части работы, необходимо определить характер свечения пламени. Для этого производится

расчет соотношения в веществе углерода и кислорода или других элементов, а затем по справочной таблице определяется характер свечения пламени. Данные расчетов заносятся в таблицу (табл. 2).

Расчетные формулы

Массовая доля для элемента в веществе рассчитывается по формуле:

= * 100%,

где Ar – относительная атомная масса элемента;

Мr – относительная молекулярная масса вещества;

n – количество атомов элемента.

Таблица 2.Определение характера свечения пламени

3. Получение веществ

а) Получение метана

В пробирку, снабженную пробкой с газоотводной трубкой, помещается смесь равных количеств обезвоженного ацетата натрия и натронной извести на высоту около 20 мм. Пробирку затыкают пробкой с газоотводной трубкой и, держа горизонтально, нагревают в пламени спиртовки. В результате данной реакции образуется метан. Выделяющийся метан поджигают и определяют цвет пламени.

б) Получение этилена

Для получения этилена в пробирку наливают смесь этилового спирта и концентрированной серной кислоты (2 мл), насыпают немного песку для того, чтобы при нагревании смесь не выплескивалась из пробирки. Пробирку закрывают пробкой с Г-образной трубкой, закрепляют в штативе и нагревают. Выделяющийся этилен поджигают и определяют цвет пламени.

Результаты наблюдений заносят в таблицу 2.

В таблице 3. приводится сопоставление значений процентного содержания углерода и кислорода в горючих веществах, по которым можно приблизительно судить о характере свечения пламени.

Таблица 3. Характер свечения пламени в зависимости от ω (С) и ω (О)

4. Выводы

Сделать выводы, подтвержденные наблюдениями.

5. Оформить отчет по работе

Отчет должен содержать:

1) название практической работы;

2) цели работы;

3) заполненные таблицы;

4) расчетную часть;

5) выводы по проведенным исследованиям.