Uguns iegūšana bez sērkociņiem, izmantojot hlorātu E P

Kālija hlorātu jeb Bērtolē sāli pirotehniskajos maisījumos lieto kā  spēcīgu oksidētāju. Mūsdienās to saturošas sprāgstvielas neizmanto, jo tās ir pārāk nestabilas un bīstamas.

Nepieciešams: 1

Vielas:

  • koncentrēta sērskābe, 2 ml;
  • kālija perhlorāts, 2 g;
  • pūdercukurs, 5 g.

Piederumi:

  • aizsargbrilles;
  • salvete;
  • laboratorijas statīvs ar uzmavu un skavu;
  • karotītes, 2 gab.

Darba gaita: 2

  1. Iestiprina statīva skavā salvetes rullīti vai avīzi.
  2. Uzber uz tās  pūdercukura un kālija perhlorāta maisījumu.
  3. Uzpilina uzmanīgi uzbērtajām maisījumam dažus pilienus koncentrētas sērskābes.
  4.  Pēc īsa mirkļa papīrs uzliesmo.

Metodiskās norādes: 3

Eksperiments jāveic ļoti uzmanīgi un rūpīgi! To ieteicams veikt velkmes skapī.

Eskperimentā norisinās eksotermiska reakcija, kuras laikā izdalās siltums.

Sērskābes un celulozes reakcija ir izteikti eksotermiska, izdalās siltums, taču papīrs gaisa skābekļa klātbūtnē neaizdegas. Lai nodrošinātu nepieciešamo enerģijas daudzumu vajadzīgs lielāks skābekļa daudzums. Šādu daudzumu var iegūt, sadalot KClO3.

Sadaloties  KClO3 rodas ievērojams skābekļa daudzums. Reakcija norisinās tik ilgi, kamēr ir pieejams siltuma avots.

KClO3 → KCl + 3/2 O2

Tā ir alternatīva, lai paātrinātu reakciju. Apmaiņas reakcijā ar KClO3 un H2SO4 rodas hlorskābe (HClO3) un kālija sulfāts (K2SO4).

2 KClO3 + H2SO4 ⇔ 2HClO3 + K2SO4

Šī reakcija norisinās līdz brīdim kamēr ir izreaģējusi visa sērskābe. Ogļhidrāta klātbūtnē tiek paildzināta reakcijas norise. HClO3 strauji reaģē ar saharozi, izdalot siltumu.

8 HClO3 + C12H22O11 → 11 H2O + 12 CO2 + 8 HCl

2 KClO3 → 2KCl + 3O2

Palielinoties skābekļa koncentrācijai gaisā, rodas siltums, ko nodrošina saharozes sadegšanu.

C12H22O11 + 12O2 → 12 CO2 + 11H2O

Šis demosnstrējums var noderēt ķīmiskās reakcijas kinetiskā un termodinamiskā faktora analizēšanai.

Pēc: B.A. McGuire, P. B. Carroll, A. N. Boynton, J. M. Mendez, G. A. Blake. Ignition of Thermite Using the Potassium Chlorate “Rocket” Reaction: A Systematic Demonstration of Reaction Chemistry. Journal of Chemicaleducation. 2015. Pieejams: https://www.cv.nrao.edu/bmcguire/papers/mcguire_jce.2015.pdf.

 

Sagatavoja: Arina Zubkova, arina.zubkova@outlook.lv

Eksperimenta teorētisko pamatojumu un aprakstu uzlaboja: Ilze Seglēre, Latvijas Univeristāte “Dabaszinātņu un IT pedagogs”.