Ацетилен (C2H2) горит коптящим пламенем из‑за высокого содержания углерода в молекуле и недостатка кислорода в обычных условиях горения. Разберём механизм подробно.
Ключевые причины
1. Высокое соотношение C : H
В молекуле ацетилена на 2 атома углерода приходится всего 2 атома водорода (соотношение 1 : 1). Для сравнения:
· в метане CH4 соотношение 1 : 4;
· в этилене C2H4 — 1 : 2.
Из‑за избытка углерода при горении не весь углерод успевает прореагировать с кислородом с образованием CO2. Часть его выделяется в виде твёрдых частиц сажи (копоти).
2. Недостаток кислорода в воздухе
Воздух содержит лишь ~21 % O2. При горении ацетилена на воздухе:
· водород быстро связывает кислород, образуя H2O;
· углероду «не хватает» кислорода для полного окисления до CO2, поэтому он конденсируется в виде мельчайших частиц углерода (сажи).
Упрощённо процесс можно записать так:
2C2H2+O2→2H2O+4C (сажа).
3. Высокая энергия связи C≡C
Тройная связь в ацетилене (C≡C) очень прочная. Для её полного разрыва требуется много кислорода и высокая температура. В обычных условиях горения (на воздухе) этого не происходит, что усиливает неполное сгорание.
Когда копоть исчезает?
Если подать избыток кислорода (например, в сварочной горелке), ацетилен сгорает полностью без копоти:
2C2H2+5O2→4CO2+2H2O.
В этом случае все атомы углерода окисляются до CO2, а пламя становится ярким и бескоптящим (температура достигает ~3100 °C).
Итог
Коптящее пламя ацетилена — следствие:
· избыточного содержания углерода в молекуле;
· недостатка кислорода в воздухе для полного окисления;
· высокой энергии тройной связи, затрудняющей полное сгорание.
Это свойство используют, например, в ацетиленовых фонарях, где коптящее пламя создаёт интенсивный свет за счёт раскалённых частиц углерода.
В компании "Хогаз" вы можете приобрести поверочные газовые смеси, моногазы, сварочное оборудование, соединения редких и редкоземельных металлов и др. сопутствующие товары.
Оформить заказ можно через сайты hogas.ru и hogas.su, а также через магазины на Авито, OZON, Wildberries и Яндекс.Маркете.