身边的化学专业知识省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、身边化学燃烧现象第1页Nature is a phoenix,which burns itself,and takes its regeneration from the ashes.-Kant这里断章取义引用一下,不过可见燃烧现象燃烧现象是自然界发生最主要改变之一。我们现在知道,燃烧实际上是一个氧化过程,即:可燃物质,通常是碳氢化合物,与氧反应生成二氧化碳和水,而且释放出能量过程。但在化学史上,物质燃烧本质却成了一个长久难解谜。燃烧给人们最普遍感觉是:物体燃烧时好像有某种东西从中逃去了,一缕青烟冉冉而去,只留下少许灰烬。第2页于是化学家猜测,在燃烧时是否某种易燃元素逃逸了。即使与此同时,冶金
2、化学家发觉了一个与上述现象相反事实,即金属在加热时变成较重粉末金属灰。不过他们只埋头于实际工作,对这么理论问题不感兴趣,也不去深究。第3页当初英国著名化学家波义耳曾定量地研究过金属在密闭容器中燃烧后增重试验,并将金属燃烧解释为:金属+火微粒=煅灰。但他没有在这个基础上继续深入研究,尤其忽略了研究与金属亲密接触空气发生了什么改变,为了说明试验事实,找了一个“火微粒”来充数,从而未能揭示燃烧秘密。但他把燃烧现象看做是一个可燃物与其它物质结合看法,在当初是少见。第4页与波义耳同时有一位德国化学家贝歇尔,他对燃烧现象也做了相当多研究。他认为燃烧是一种分解作用,物质燃烧时,放出其中“油土”成分后,留下灰
3、烬是简单物质。贝歇尔提出“油土”实际上相当于不久后盛传起来所谓“燃素”。所以后人认为他是与施塔尔共同创立“燃素学说”化学家。第5页贝歇尔学生施塔尔是德国一位医生兼化学家,曾任哈雷大学医学和化学教授,后任柏林普鲁士王御医。17施塔尔在总结了燃烧观点,尤其是贝歇尔观点后,系统地阐述、发挥了燃素学说。燃素学说在化学史上几乎统治了一个世纪,对化学影响是深远。第6页燃素学说认为一切可燃物质中都含一个能够燃烧要素,即所谓燃素,它在燃烧过程中从可燃物里分散出来,从而发光发烧。而空气是带走燃素必需媒介物,燃烧一定要有空气才能实现。木头富含燃素,能燃烧,燃烧时燃素散逸,剩下灰烬。第7页 不过,许多有头脑科学家自
4、燃素、提出那一天起,就对它抑有怀疑。首先,史塔尔口口 声声提到燃索,从来有被分离出来过。其次,金属在焙烧过后,总是增加了若干重量。按燃素说观点,燃素在燃烧过程中丧失。但燃烧后物质反崦增重。按燃素说观点,燃素在燃烧 过程中丧失。但燃烧后物质反而增重,这极难令人信服。不过,尽管许多科学家长久怀疑燃 素说,真正否定这个错误观点,揭示出燃烧实质是18世纪科学家拉瓦锡。第8页拉瓦锡(1743-1794年)法国化学家。他在英国化学家普列斯特利研究基础上,提出:空气本身不是元素,而是混合物,主要由氧、氮组成。氧气是一咱利于呼吸和助燃气体。他深入说明:燃烧过程在任何情况下,都是可燃物质与氧化合,而并非塔尔认为
5、是可燃物放出燃素分解反应。拉瓦锡发觉是极为可贵。燃烧过程实质终于被人们掌握。自此当代化学化系得以建立,促进了化学事业发展。第9页各种燃烧现象镁在空气中燃烧,产生刺眼强光,生成白色固体MgO。铝在氧气中燃烧,产生更为刺眼强光,放出大量热,生成灰色固体Al2O3。铁丝在氧气中猛烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑色固体Fe3O4。钠在空气中燃烧,火焰黄色,生成Na2O 钾在空气中燃烧,火焰紫色,生成K2O 铜能够在空气中受热氧化,也能够在氧气中燃烧,生成黑色固体CuO 第10页硫在空气中点燃生成淡蓝色火焰,在氧气中生成蓝紫色火焰,生成SO2 碳在空气中燃烧,有刺眼黄色火焰,生成CO2,燃烧不完全生
6、成CO 氢气在空气中燃烧有淡蓝色火焰,生成液态H2O 一氧化碳在空气中燃烧是产生淡蓝色火焰,生成CO2 第11页奇特燃烧现象 1982年,法国东部城市梅茨有家麦芽厂粮食仓库发生了大爆炸,4 座几十米高钢筋混凝土粮食仓库被摧毁,18人死亡,全厂陷入瘫痪,周围居民也受到极大惊吓。调查分析结果表明,罪魁祸手竟然是仓库里粮食粉尘。第12页其实这也不希罕,我们知道燃烧充分必要条件有两个:一是温度要到达物质燃点,二是要有充分空气。粉尘体积很小,而且每一粒粉尘表面都同空气充分接触,当空气中粉尘含量到达一定程度时,任何一个微小火种都会使它到达燃点而燃烧起来,并使有限空间空气温度由室温一下子升到几baidu以上
7、。这时候空气会急剧膨胀起来,从而引发爆炸。第13页梅茨粮仓爆炸事件并不是唯一事故。据统计,仅美国新奥尔良市一地,来就发生了400多起这么事故,造成200多人死亡和几千万美元损失。所以人们把粉尘看作是仓库“敌人”。为了防止这么悲惨事故,除了尽可能不使粉尘飞扬外,通常也同加油站一样,都要在门口挂上“禁止烟火”红色字牌,以引发人们高度警觉。第14页粮食粉尘会发生燃烧现象,像面粉、硫磺、淀粉、煤粉、糖等物质在仓库储备或在运输过程中也会发出燃烧现象。不一样是,不一样粉尘在空气中引发爆炸最低密度是不一样。淀粉和硫磺粉尘在每升空气中含量超出7 毫克时,遇火就会爆炸;而面粉、糖粉爆炸极限为每升10毫克;煤粉爆
8、炸极限为每升17毫克。第15页最奇特燃烧现象是发生在我国广西兴安县小宅村“群火”。1981年以来,每到秋季,莫名其妙火灾频频出现。村里物品不明不白地自燃起来,而且起火点总是同时在多处发生,给村民们造成了损失,还引发了村民们恐惧。第16页教授们曾经到那里实地调查,据了解,小宅村村西约 2千米处正在开采硫磺矿。“群火”现象很可能是硫磺粉尘燃烧生成了二氧化硫,二氧化硫继续与空气中氧气结合生成三氧化硫,三氧化硫与空气中水蒸汽结合成硫酸,硫酸作为脱水剂使得物质碳化而发生了燃烧。第17页人体自燃人体自燃现象最早见于17世纪医学汇报,时至今日,相关文件更是层出不穷,记载也更为详尽。那么,什么是人体自燃呢?人
9、体自燃就是指一个人身体未与外界火种接触而自动着火燃烧。第18页1949年12月15日,美国新罕布什尔州一个53岁、名叫科特里斯妇女在家中被烧死了。曼彻斯特警方在调查中发觉,那具不像人形恐怖尸体躺在房间地板上,可是房间内物体却没有遭到丝毫破坏,而且壁炉也未曾使用过,甚至在其它地方也找不到火种。美联社报道说:“该妇人在燃烧时一定像个火球,不过火焰却没有烧着她家里任何木料。”这事实令人惊诧。第19页1951年佛罗里达州圣彼得堡利泽太太被人发觉在房中化为灰烬,房子也是丝毫未受损坏。在这个案件中,调查人员使用各种当代科学方法,以确定这一神秘意外来龙去脉。可是,即使有联邦调查局纵火案教授、消防局官员和病理
10、教授通力合作研究,历时一年依然没有把事件搞清楚。第20页在发生事故现场除了椅子和旁边茶几外,其余家俱并没有严重损毁,可是在屋内却出现了一个奇怪现象:天花板、窗帘和离地4英尺以上墙壁,铺满一层气味难闻油烟,在4英尺以下墙壁却没有。椅子旁边墙上油漆被烘得有点发黄,但椅子摆放处地毯却没有烧穿。另外在10英尺外一面挂墙镜可能因为热力影响而破裂;在12英尺外梳妆台上两根蜡烛已经熔化了,但烛芯依然留在烛台上没有损坏;第21页位于墙壁4英尺以上塑料插座也已熔化,但保险丝没有烧断,电流依然通畅,以至于护壁板电源插座没有受到破坏。与一只熔化了插座连接电钟已经停摆,上面时间刚好指在4点20分。当电钟与护壁板上完好
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