vana, sirky, (špejle)

zemní plyn nebo propan-butan (kartuše)

Postup pro tento pokus je dostupný jen pro registrované učitele.

Methan je plyn bez barvy a zápachu, který je lehčí než vzduch. Propan a butan jsou taktéž bezbarvé plyny bez zápachu, ovšem těžší než vzduch, jsou velmi snadno zkapalnitelné. Tyto plyny se používají jako paliva – zemní plyn, jehož hlavní součástí je právě methan, a propan-butan.
Pokud tyto plyny probubláváme do saponátové vody, dochází k tvorbě pěny a plyny jsou zachyceny v bublinách napěněného saponátu.
Tyto plyny hoří na vzduchu za vzniku oxidu uhličitého a vody (přesněji vodní páry) – dochází tedy ke spalování za vzniku konečných oxidačních produktů. Voda má vysoké výparné teplo L_v (teplo, které přijme kapalina při přechodu v plyn během vypařování při teplotě varu) – většina tepla, uvolněná při spálení příslušného plynu (zemní plyn, propan-butan) se spotřebuje právě na vypaření vody.

,    
Spalné teplo dané látky je reakční teplo reakce, při které dojde ke spálení 1 molu této látky na konečné spalné (oxidační) produkty. Spalné teploty methanu vyjádřené v jednotkách kJ∙m^-3 je menší než spalná tepla propanu a butanu vyjádřená také v jednotkách kJ∙m^-3 (konkrétně methan – 37 520 kJ∙m^-3, propan – 96 170 kJ∙m^-3, butan – 124 240 kJ∙m^-3). Z těchto údajů vyplývá, že při spalování stejných objemů plynů se uvolní více tepla v případě butanu a propanu. Proto je nejlepší provádět tento pokus s methanem – v provedení s propan-butanem vás můžou trošku pálit ruce.
Roli v tomto pokusu hraje i fakt, že methan je ,,těkavější“ (má menší molární hmotnost, molekula methanu je menší oproti molekulám propanu a butanu). Methan také velmi rychle shoří, přičemž pozorujeme větší plamen než v případě propan-butanu.

alkany (spalování uhlovodíků)

demonstrační

PLACEHOLDER PRO BEZPEČNOST

pracujete s plyny, které jsou hořlavé – CH₄ (extrémně hořlavý), C₃H₈ (extrémně hořlavý), C₄H₁₀ (extrémně hořlavý), dodržujte bezpečnostní předpisy – viz. UPOZORNĚNÍ v kolonce Tipy, triky

příprava – 5 minut, vlastní provedení – 10 minut

– UPOZORNĚNÍ: při pokusu je nutno dodržet bezpečnostní opatření
          – mít stažené vlasy do gumičky, chemický plášť, nejlépe i chemické brýle
          – vyhrnout si rukávy pláště, ale i oblečení pod pláštěm (např.: košile) nad lokty – aby držely i při pohybu
          – na rukách nemějte žádné kovové náramky, ani bavlněné náramky, prstýnky si také sundejte
          – ruce si řádně omyjte až k loktům saponátovou vodou, aby nedošlo k vzplanutí chlupů na rukou (hlavně u chlapců)
          – pokus provádějte v místech, kde nemůže nic shořet, pokud byste rozhodili rukama dozadu
          – menší žáky jistěte, aby si v panice ,,nepřiplácli“ ruce s hořícími plynovými bublinami na obličej
          – pokud byste pokus prováděli ve venkovních prostorách, dávejte pozor na vítr, aby nefoukal proti vám při zapálení saponátových bublin
          – při pokusu je potřeba se vyvarovat paniky, předvést na osobách, které se nebojí, popřípadě jim nejprve ukázat pokus, poté ať si vyzkouší pokus, kdo chce – všechny instrukce a informace předem sdělit, co dělat v jakém případě
– lze využít oba plyny – jak methan, tak propan-butan, pokus je lepší provádět s methanem – v laboratoři je většinou dostupný, jen hadici s kahanem nahradíte obyčejnou gumovou hadicí, v případě propan-butanu můžete využít kartuše, které jsou volně k dostání pro stanování
– methan i rychleji hoří a má nižší spalné teplo – v případě propan-butanu vás můžou trošku pálit ruce
– probublávání plynu do saponátové vody trvá asi 3 minuty, nechte vytvořit množství saponátových bublin, které se vám vejde do dlaně či o trošku větší množství (pěna opadne, než zavřete přívod plynu)
– plyn shoří ve chvilce, pokud by dotyčný cítil pálení na rukách, plamen uhasí prudkým pohybem rukou dozadu (pro názornost se podívejte na videa níže)
– pokus vypadá na první pohled nebezpečně, ale pokud dodržíte všechna bezpečnostní i organizační opatření, pokus je velmi efektní
– doporučení: vyzkoušet si nejprve na sobě, jak pokus funguje, jak a kdy zareagovat, a pak ho případně provádět s žáky

http://www.youtube.com/watch?v=Qs8kxaRWiO4 (old.studiumchemie.cz, Hořlavé ruce (zemní plyn), video bez zvuku)
http://www.youtube.com/watch?v=5RWq7foAb0U (old.studiumchemie.cz, Hořlavé ruce (propan-butan) I, video bez zvuku)
http://www.youtube.com/watch?v=S_1iD0w9Ne4 (old.studiumchemie.cz, Hořlavé ruce (propan-butan) II, video bez zvuku)