Условие задачи

Спичечная палочка пропитана парафином. Если внимательно понаблюдать за горящей спичкой, можно заметить, как за 1-2 мм до пламени оплавляется парафин. Какую роль выполняет это вещество? Составьте уравнение реакции горения парафина, условно считая, что его формула C36H74.

Решение

Дисциплина: Химия, раздел – общая химия (химия горения).

Задача касается роли парафина в горении спичечной головки и реакции его полного сгорания.

1. Роль парафина

Парафин, являясь углеводородом, служит горючим веществом. При поступлении тепла от пламени он плавится и быстро испаряется. Образовавшиеся паровые молекулы парафина легче смешиваются с кислородом воздуха, что способствует образованию горючей газовой смеси. Именно от этого процесса зависит устойчивость пламени. Таким образом, парафин выполняет функцию горючего вещества, образующего легко воспламеняющуюся смесь с кислородом, которая поддерживает горение спички.

2. Уравнение реакции горения парафина

Условно считаем формулу парафина как C₃₆H₇₄. При полном сгорании углеводород реагирует с кислородом, образуя углекислый газ и воду. Запишем общий вид реакции:

C₃₆H₇₄ + O₂ → CO₂ + H₂O

Для получения точного баланса необходимо:
• Для каждого атома углерода получить по одной молекуле CO₂. У нас 36 атомов углерода, значит,
36 CO₂.
• Все атомы водорода объединяются в молекулы воды, так как в H₂O два атома водорода. Имеется 74 атома водорода, значит,
74⁄2 = 37 H₂O.

Таким образом, получаем:

C₃₆H₇₄ + O₂ → 36 CO₂ + 37 H₂O

Теперь подсчитаем, сколько атомов кислорода содержится в продуктах реакции:
• В 36 молекулах CO₂: 36×2 = 72 атома кислорода.
• В 37 молекулах H₂O: 37×1 = 37 атомов кислорода.
Общее число атомов кислорода = 72 + 37 = 109.

Поскольку кислород поставляется молекулами O₂ (в каждой молекуле 2 атома кислорода), для балансировки необходимо:
(109⁄2) O₂
То есть получается:

C₃₆H₇₄ + (109⁄2) O₂ → 36 CO₂ + 37 H₂O

Чтобы избежать дробных коэффициентов, умножим все коэффициенты на 2:

2 C₃₆H₇₄ + 109 O₂ → 72 CO₂ + 74 H₂O

Это окончательный вид уравнения полного горения парафина.

Вывод: парафин в спичке действует как горючее вещество, которое при нагревании испаряется, образуя горючую смесь с кислородом, способствуя быстрому и устойчивому горению. Окончательное уравнение горения парафина (C₃₆H₇₄) имеет вид:

2 C₃₆H₇₄ + 109 O₂ → 72 CO₂ + 74 H₂O