Portál PřF UK pro podporu výuky chemie na SŠ a ZŠ

Spalování uhlovodíků (video-pokus)

Pomůcky

zkumavky, zátky, stojan na zkumavky, kahan, sirky

Chemikálie

najímaný methan (případně propan-butan z náplně do plynového zapalovače), najímaný ethen, najímaný ethyn, benzen

Postup

Zkumavku s najímaným methanem (nebo s propan-butanem vytlačeným z náplně do plynového zapalovače) přibližte ústím ke kahanu, odzátkujte ji a plyn ve zkumavce zapalte. Poté ji oddalte od plamene kahanu a plyn postupně ,,vylévejte“ ze zkumavky. Pokus proveďte následně také s ethenem, ethynem a benzenem. Benzen si připravte předem – do zkumavky nalijte 0,5 ml benzenu, zkumavku zazátkujte a nechte ji naplnit parami benzenu.
Methan (případně propan-butan) hořel modrým svítivým plamenem – stejně hoří i kahan. Na stěnách zkumavky bylo možné pozorovat orosení zkumavky. Při spalování ethenu lze také pozorovat modrý plamen a orosení zkumavky. Spalováním ethynu i benzenu vznikaly saze a pozorovali jsme žlutý plamen. Stěny zkumavek byly také orosené.

Princip

Methan, respektive propan-butan – a obecně alkany se spalují na oxidu uhličitý a vodu. Alkany hoří modrým svítivým plamenem – toto spalování pozorujeme také při hoření kahanu. Dochází zde ke spalování zemního plynu, jehož hlavní složkou je methan, dále obsahuje ethan, v menší míře propan a butan. Oxid uhličitý je bezbarvý plyn, takže jej nelze pozorovat, ovšem vznikající voda kondenzuje na stěnách zkumavky, a proto ji pozorujeme jako orosení stěn zkumavky.

,    
Ethen – a obecně alkeny hoří také modrým svítivým plamenem za vzniku oxidu uhličitého a vody, kterou pozorujeme po kondenzaci jako orosení stěn zkumavky. Někdy může docházet ovšem ke spalování na saze – uhlík, oxid uhličitý a vodu.
,    
Ethyn (alkyny) a benzen (areny) hoří žlutým, čadivým plamenem. Jejich spalováním vznikají saze – uhlík a voda.


Ethyn se používá ke kyslíko-acetylenovému sváření – v tomto případě pozorujeme modrý svítivý plamen, nikoliv saze – uhlík. Dochází totiž ke spalování acetylenu v nadbytku kyslíku – vzniká tedy oxid uhličitý a voda.

Z těchto pokusů – spalování alkanů, alkenů, alkynů a arenů – je zřejmé, že čím více se blíží poměr uhlíku a vodíku v molekule uhlovodíku, tím více sazí vzniká při spalování a tím se uhlík méně oxiduje (tím méně zvyšuje oxidační číslo).

Využití

alkany, alkeny, alkyny, areny – spalování uhlovodíků

Typ pokusu

demonstrační (video-pokus)

Bezpečnost

pracujete s plyny, které jsou hořlavé – methan (extrémně hořlavý), propan (extrémně hořlavý), butan (extrémně hořlavý), ethen (extrémně hořlavý), ethyn (extrémně hořlavý); benzen (toxický, vysoce hořlavý, karcinogenní) – dodržujte bezpečnostní předpisy

Čas

příprava – 40 minut (najímání všech plynů), vlastní provedení – 15 minut (spalování všech plynů)

Tipy

– pokus velmi názorný – demonstruje odlišné spalování uhlovodíků, ovšem jako demonstrační pokus, potažmo i laboratorní spíše neproveditelný
demonstrační pokus: použít spíše video, případně využít hoření kahanu (zemní plyn), nebo spalování propan-butanu (náplň do plynového zapalovače) a ethynu (zapálit uvolňující se ethyn ze směsi CaC2 s mýdlovou vodou – saze jsou pozorovatelné na bílé pěně, viz. pokus Důkaz acetylenu)
laboratorní pokus: rozdělit třídu na jednotlivé skupiny, které by najímaly každá jeden plyn – methan a ethen lze vyvíjet v laboratoři, vývoj ethynu provádějte v digestoři
– místo methanu či propan-butanu můžete jako alkan použít i hexan (do zkumavky nalijte 0,5 ml a zazátkujte ji – zkumavka se naplní parami)
– hoření je dobré provádět v zatemněné místnosti – plamen jde lépe vidět
– po shoření příslušných uhlovodíků můžete produkty hoření dokázat pomocí vápenné vody – pozitivní důkaz vápennou vodou lze pozorovat u produktů spalování methanu a ethenu (reakcí vápenné vody – Ca(OH)2 s CO2 vzniká bílá sraženina CaCO3)

Video

http://kch.zf.jcu.cz/didaktika/organchem/index.htm (Internetová video-databáze chemických pokusů ZF JU, Organická chemie, pokus Methan – vývoj methanu (CH3COONa∙3H2O + natronové vápno, jímání nad vodou, spalování, video bez zvuku, přehrávač Windows Media Player)
http://kch.zf.jcu.cz/didaktika/organchem/index.htm (Internetová video-databáze chemických pokusů ZF JU, Organická chemie, pokus Ethylen – vývoj ethylenu (ethanol + konc. H2SO4, jímání nad vodou, spalování, video bez zvuku, přehrávač Windows Media Player)
http://kch.zf.jcu.cz/didaktika/organchem/index.htm (Internetová video-databáze chemických pokusů ZF JU, Organická chemie, pokus Příprava acetylenu – vývoj acetylenu, jímání nad vodou, spalování, video bez zvuku, přehrávač Windows Media Player)
http://kch.zf.jcu.cz/didaktika/organchem/index.htm (Internetová video-databáze chemických pokusů ZF JU, Organická chemie, pokus Spalování organických sloučenin – benzen, aceton, ethanol; spalování na azbestové síťce, video bez zvuku, přehrávač Windows Media Player)