Kimyo · Kimyoviy reaksiyalar · 7-sinf

Yonish, alanga va oksidlar

Stakan ostida sham nega o‘chadi va alanganing qaysi joyi eng issiq?

Vaziyat

Qish oqshomi: oshxonada gaz plita ko‘k alanga bilan yonmoqda, stolda esa sham. Kimdir shamni shisha stakan bilan yopdi — bir necha soniyadan keyin alanga kichrayib o‘chdi: kislorod tugab qoldimi? Sham alangasining qaysi joyi eng issiq, gaz plitaning alangasi nega ko‘k, shamniki esa sariq? Ko‘mir, oltingugurt, fosfor, temir va magniy kislorodda yonganda qanday oksidlar hosil bo‘ladi va ular suvda qanday muhit beradi?

Mavzu

Yonish, alanga va oksidlar. Gaz plita va sham alangasi: yonish uchburchagi, alanga zonalari va o‘t o‘chirish

Asosiy tushunchalar

Yonish uchburchagi
Alanga zonalari
Oksidlar

Formulalar

yonish = yoqilg‘i + kislorod + alangalanish harorati

Yonish uchburchagi: uchtasidan bittasi yo‘qolsa, olov o‘chadi.

CH_{4} + 2 O_{2} \overset{}{\to} CO_{2} + 2 H_{2} O

Tabiiy gaz (metan) yonishi: $Δ H$ = −890 kJ/mol, ya’ni ≈ 55,5 MJ/kg issiqlik.

C_{25} H_{52} + 38 O_{2} \overset{}{\to} 25 CO_{2} + 26 H_{2} O

Parafin sham (taxminiy formula C₂₅H₅₂) yonishi.

t = \frac{V (x_{0} - x_{\min})}{r}

Stakan ostidagi sham qancha yonadi: $x_{0}$ = 20,95 %, $x_{\min}$ ≈ 16 %, $r$ — shamning O₂ sarfi (ml/s).

P_{2} O_{5} + 3 H_{2} O \overset{}{\to} 2 H_{3} PO_{4}

Kislotali oksid + suv → kislota; asosli oksid + suv → asos: $MgO + H_{2} O \overset{}{\to} Mg (OH)_{2}$ .

Nazariya

Yonish va yonish uchburchagi

Yonish — moddaning kislorod bilan tez birikishi, bunda issiqlik va yorug‘lik ajraladi. Yonish uchun uchta shart kerak: yoqilg‘i, kislorod (havo) va yoqilg‘ini alangalanish haroratigacha qizdirish. Bittasini olib tashlasak, olov o‘chadi. Stakan ostidagi sham kislorodning hammasini sarflamaydi: havodagi O₂ ≈ 16 % ga tushganda alanga o‘zini saqlay olmaydi va o‘chadi (bu sahnadagi model chegarasi; tajribalarda 15–17 %). Sham daqiqasiga ≈ 0,1 g parafin yoqadi — bu ≈ 4,5 ml/s kislorod. Sovuq mis spiral alangadan issiqlikni tortib oladi — parafin bug‘i alangalanish haroratidan soviydi va olov o‘chadi. Pilik qisilsa, yoqilg‘i (parafin bug‘i) kelmay qoladi.

Amaliy ish: alanga tuzilishi

Sham alangasida uch zona bor. Ichki qorong‘i zona — pilik atrofidagi parafin bug‘i, u hali yonmaydi (≈ 600 °C: bug‘lanish issiqlik yutadi). O‘rta yorug‘ zona — kislorod yetishmaydi, yonish to‘liq emas: cho‘g‘langan mayda qurum (uglerod) zarralari sariq nur sochadi (≈ 1000–1200 °C); unga sovuq chinni kosacha tutilsa, qurum o‘tiradi. Tashqi zona — yupqa, deyarli ko‘rinmaydi; havo kislorodi yetarli, yonish to‘liq va bu eng issiq joy (≈ 1400 °C). Alangadan gorizontal o‘tkazilgan cho‘p ikki chetidan kuyadi, o‘rtasi deyarli butun qoladi. Gorelkada havo teshigi yopiq bo‘lsa, alanga sariq va qurumli; ochilsa, gaz havo bilan oldindan aralashadi: ko‘k alanga, ichida sovuqroq ichki konus (yonmagan aralashma). Eng issiq nuqta — ichki konus uchidan biroz yuqorida (manbalarda 1200–1600 °C; modelda ≈ 1500 °C). Idishlar alanganing shu yuqori qismida qizdiriladi.

Gaz plita: tabiiy gaz yonishi

Uylarimizdagi tabiiy gaz asosan metan: $CH_{4} + 2 O_{2} \overset{}{\to} CO_{2} + 2 H_{2} O$ , 1 mol metan yonganda 890 kJ (1 kg da ≈ 55,5 MJ) issiqlik ajraladi. Plitaning ko‘k alangasi gaz havo bilan yaxshi aralashganini bildiradi. Alanga sariq-qizg‘ish va tutunli bo‘lsa, havo yetishmayapti: qurum va is gazi CO hosil bo‘ladi — rangsiz, hidsiz va juda zaharli gaz. Shuning uchun gaz yonayotgan xona shamollatiladi, gaz hidi kelsa — gugurt chaqilmaydi, kran yopiladi va derazalar ochiladi.

Amaliy ish: moddalarning kislorodda yonishi

Kislorodli bankaga yonayotgan modda qoshiqchada tushiriladi. Ko‘mir oq-sariq cho‘g‘lanadi: $C + O_{2} \overset{}{\to} CO_{2}$ . Oltingugurt yorqin ko‘k-binafsha alanga bilan yonadi: $S + O_{2} \overset{}{\to} SO_{2}$ (o‘tkir hidli gaz). Qizil fosfor ko‘zni qamashtiruvchi alanga va quyuq oq tutun beradi: $4 P + 5 O_{2} \overset{}{\to} 2 P_{2} O_{5}$ . Temir sim uchqun sochib yonadi: $3 Fe + 2 O_{2} \overset{}{\to} Fe_{3} O_{4}$ . Magniy oppoq nur bilan yonadi: $2 Mg + O_{2} \overset{}{\to} 2 MgO$ . Bankaga avvaldan ozgina suv quyiladi — temir kuyindisining qaynoq tomchilari shishani yormasin. Keyin suv chayqatilib, indikator qo‘shiladi.

Oksidlar: nomlanishi va sinflari

Oksid — ikki elementdan iborat, biri kislorod (oksidlanish darajasi −2) bo‘lgan modda. Nomi: element nomi + (valentligi) + «oksid»: CO₂ — uglerod(IV) oksid, SO₂ — oltingugurt(IV) oksid, P₂O₅ — fosfor(V) oksid, MgO — magniy oksid. Asosli oksidlar — ko‘pchilik metallarning oksidlari (Na₂O, CaO, MgO, CuO): kislotalar bilan tuz beradi, suvda eriydiganlari ishqor hosil qiladi. Kislotali oksidlar — ko‘pincha metallmaslar oksidlari (CO₂, SO₂, SO₃, P₂O₅, SiO₂): asoslar bilan tuz beradi, ko‘pchiligi suv bilan kislota hosil qiladi (SiO₂ suv bilan reaksiyaga kirishmaydi). Amfoter oksidlar (ZnO, Al₂O₃) ham kislota, ham ishqor bilan reaksiyaga kirishadi. Befarq (tuz hosil qilmaydigan) oksidlar: CO, NO, N₂O. Tajribada CO₂, SO₂ va P₂O₅ eritmasi lakmusni qizartiradi, MgO esa fenolftaleinni malina rangga bo‘yaydi (Mg(OH)₂, pH ≈ 10); Fe₃O₄ suvda erimaydi.

Tarixdan, o‘t o‘chirish, xavfsizlik va model

1770-yillarda Antuan Lavuazye metall va fosforni yopiq idishda yondirib, ularni tortdi: modda massasi havoning bir qismi — kislorod — birikkani hisobiga ortadi. Shu bilan yonishning kislorod nazariyasi yaratildi va «flogiston» haqidagi eski tasavvur rad etildi. O‘t o‘chirishda uchburchakning bir tomoni olib tashlanadi: suv sovitadi, qum, kigiz va karbonat angidridli o‘t o‘chirgich kislorodni to‘sadi, gaz krani yopilsa yoqilg‘i kelmaydi. Yonayotgan yog‘ga va tok ulangan asbobga suv sepilmaydi. Xavfsizlik: himoya ko‘zoynagi; uzun sochni yig‘ing; oltingugurt va fosfor tortish shkafida yondiriladi, faqat qizil fosfor ishlatiladi; magniy nuriga tikilmang. Model: sham O₂ ni bir xil tezlikda sarflaydi va O₂ 16 % bo‘lganda o‘chadi; stakan ichidagi gaz to‘liq aralashgan; alanga haroratlari — taxminiy silliq model; oksid eritmalarining pH i Genri qonuni va 25 °C dagi doimiylar bilan hisoblangan, eritmalar ideal.

Bilasizmi?

Antuan Lavuazye 1770-yillarda metallarni yopiq idishda qizdirib, ularning massasi havodan biriktirib olgan kislorod hisobiga ortishini ko‘rsatgan va yonishning kislorod nazariyasini yaratgan. «Oxygène» nomini ham u bergan.
Maykl Faradey Londondagi Qirollik institutida bolalar uchun sham haqidagi Rojdestvo ma’ruzalarini 1848 va 1860-yillarda o‘qigan; 1860-yilgi ma’ruzalar 1861-yilda «Shamning kimyoviy tarixi» kitobi bo‘lib chiqqan va hozirgacha eng mashhur ommabop kimyo kitoblaridan biri.

Tajribada nima bor

Tajriba hayotiy vaziyatdan boshlanadi: natijani taxmin qilasiz, boshqaruvlarni o‘zgartirib tajriba o‘tkazasiz va xulosa chiqarasiz. Ichida topshiriqlar, nazariya, test va ekskursiya bor — kamera o‘zi harakatlanib, eng muhim joylarni tushuntiradi.

Shu bo‘limdagi boshqa tajribalar

Reaksiya tenglamalari — 7-sinf
Reaksiya tezligi va katalizator — 8-sinf
Qaytar reaksiya va muvozanat — 8-sinf
Kimyo sanoati va zavodlar — 9-sinf