آزمایش تاثیراکسیژن درسوختن

هوایی که تنفس می‌کنیم مخلوطی است از مقدار زیادی نیتروژن، مقداری اکسیژن، و مقدار بسیار کمی آرگون.  علاوه بر این‌ها، مقادیر بسیار اندکی بخار آب و دی اکسید کربن نیز در هوا وجود دارد که در بحث کنونی از آن‌ها چشم می‌پوشیم. حدود یک پنجم هوا متشکل از اکسیژن و حدود چهار پنجم هوا متشکل از نیتروژن است. حال با این آگاهی می­خواهیم ببینیم هنگام سوختن کدام جزء هوا مصرف می­شود .

 آزمایش تاثیراکسیژن درسوختن

اینکه متوجه شویم هنگام سوختن کدام جزء هوا مصرف می شود.

مواد مورد نیاز :

• شمع
• کبریت
• استوانه مدرج 200 میلی لیتری (به طول حدود 25 سانتی متر )
• تشت کوچک یا بشقاب تو گود محتوی آب ( بهتر است درون آب چند قطره رنگ خوراکی یا ماده­ی رنگی بریزیم تا آب رنگی شود و بهتر دیده شود)

مراحل انجام کار :

• ابتدا شمعی را به ته بشقاب می­چسبانیم بعد به آرامی درون ظرف آب رنگی می­ریزیم .
• سپس شمع را روشن می­کنیم .
• استوانه را به صورت وارونه روی شمع قرار می­دهیم .
• پس از مدت کوتاهی آب در درون استوانه تا حدی بالا می­آید و شمع هم خاموش می­شود .
• مدتی کوتاهی صبر می­کنیم تا استوانه و هوای درون آن سرد شود و سپس طول آبی که در استوانه بالا آمده را اندازه می­گیریم. حدود 5/4 تا 8/4 سانتی متر بالا می­آید؛ حدود یک پنجم .
• ارتفاع آب بالا آمده درون استوانه را بر طول استوانه تقسیم کرده و در عدد صد ضرب می­کنیم، به این ترتیب درصد جزء مصرف شده را محاسبه می­کنیم که در آزمایش ما حدود 19 درصد شده است.

شکل 1- شکل آزمایش سوختن شمع

نتیجه آزمایش/چرایی آزمایش :

شمع هنگام سوختن با اکسیژن هوا واکنش داده است. اگر شمع با نیتروژن واکنش می­داد باید با مصرف نیتروژن، آب بیشتر بالا می­آمد؛ چرا که حدود چهار پنجم هوا نیتروژن است .

(البته توجه داشته باشیم که این آزمایش کاملا دقیق نیست. زیرا هنگام سوختن مقداری گاز کربن دی اکسید و بخار آب هم تولید می شود.)

روش دیگر آزمایش پیشنهادی : فتیله شمع را در بیاوریم به جای آن نواری از منیزیم را (به طول 5 سانتی متر) بالای شمع ثابت کنیم. باید نکات ایمنی در این آزمایش را رعایت کنیم (حتما از عینک آنتی uv استفاده شود).  سپس منیزیم را با کبریت آتش زده و سریع استوانه را روی آن قرار دهیم و بعد از خاموش شدن نوار منیزیم طول آب بالا آمده را اندازه می­گیریم و درصد حجم جزء مصرف شده­ی هوا را محاسبه می­کنیم که این بار اعداد به دست آمده دقیق تر خواهد بود و گازی هم تولید نمی­شود. 

پرسش:

1-کدام بخش هوا هنگام سوختن مصرف می­شود؟

2-چرا بعد از قرار دادن استوانه روی شمع روشن یا نوار منیزیم درحال سوختن،  ماده­ی سوختنی خاموش می­شود؟

3- چرا آب درون استونه بالا می­رود؟

4- هنگام سوختن گاز کربن دی اکسید و بخار آب هم تولید می­شود پس چرا باز فشار هوای درون استوانه کم می­شود؟

پاسخ :

1-اکسیژن

2- چون پس از مدت کوتاهی اکسیژن هوا کاملا مصرف نمی­شود و دیگر اکسیژنی درون استوانه نمی­ماند.

3- چون با مصرف اکسیژن فشار هوای درون استوانه کم شده و آب به سمت بالا می­آید تا جای خالی اکسیژن را پر کند.

4- چون مقدار اکسیژن مصرفی بیشتر از کربن دی اکسید تولید شده است و بخار آب هم به صورت ذرات ریز آب مایع در می­آید.