Почему вода может гореть

При каких условиях горит вода

Казалось бы, огонь и вода не могут существовать вместе, ведь вода не может гореть, а огонь гаснет, если его облить. Ученые доказали, что условия, при которых происходит горение воды, существуют. Делимся с вами подробностями!

Действие фтора

Горение представляет собой химическую реакцию, для протекания которой достаточно 3-х элементов:

Топливом может быть бумага, дерево, бензин. Окислителем, вызывающим реакцию горения, должен выступать элемент, способный «забирать» электроны у другого вещества и присоединять себе. Роль окислителя может выполнять кислород 02, хлор Cl2 и, наконец, фтор F2. Именно фтор — самый электроотрицательный элемент из перечисленных, он сильнее всего притягивает к себе электроны. При воздействии фтора загорается даже огнеупорный асбест!

Опытным путем ученые пришли к выводу, что вода тоже загорается в струе фтора. В ходе реакции она выступает участником горения, в результате чего образуется фтороводород и кислород. При воздействии на воду струей фтора мы увидим красивое синее пламя на ее поверхности.

Горение соленой воды

Еще одно открытие принадлежит медику и радиоинженеру Джону Канзиусу. Он решил провести работу, на основе результатов которой получилось бы решить проблему недостатка питьевой воды в засушливых странах. Пытаясь сделать морскую воду пресной своим радиочастотным генератором, он внезапно увидел, как из нее вырывается яркое пламя!

Канзиус нашел произошедшему объяснение. Дело в том, что в ходе реакции крепкие межатомные связи элементов, составляющих соленую воду (к ним относится кислород, водород, натрий и хлор), ослабляются. При этом молекулы водорода, самого легкого из перечисленных элементов, высвобождаются и загораются. Температура, при которой происходит реакция, составляет +1 650 °C.

Чтобы убедиться в достоверности эксперимента, Рустум Рой, сотрудник Пенсильванского государственного университета, повторил его и получил тот же результат: соленая морская вода загорелась в его лаборатории.

С тех пор в научной среде неоднократно предпринимались попытки создать экономичное и экологичное топливо из соленой воды. Однако для того, чтобы горение не прекращалось, ученым приходилось тратить огромное количество энергии. Поэтому такое топливо не было признано подходящим для массового использования.

Супер-волна: горение воды в природе

В природе вода тоже может гореть. Все, что для этого необходимо, — сильный удар молнии по морю или океану. Следствием электролиза соленой воды становится водородный взрыв, при котором возникает электромагнитный импульс. Формируется большая белая волна, или суперволна, насыщенная газами. Она рождается в водах Мирового океана с частотой раз в 250 млн ударов молний.

Бермудский треугольник с научной точки зрения стал известен именно потому, что в его области молнии-убийцы возникают с завидной частотой. Электромагнитный импульс, образовавшийся в процессе электролиза воды при ударе молнии, выводит из строя любое навигационное оборудование. Из-за этого корабли и пролетающие близко к поверхности воды летательные аппараты теряют ориентацию в пространстве и рушатся, падая на глубокое дно.

Источник

Может ли вода гореть?

Владимир Беляев, доктор физико-математических наук, профессор, Объединенный институт ядерных исследований

Слово «гореть» здесь понимается не как в стихотворении «. свеча горела на столе, свеча горела. «, а в смысле, используемом в астрофизике. Например, под горением водорода на Солнце понимается участие водорода в процессах:

p + p = d + позитрон + нейтрино

или p + d = 3He + ?-квант.

Ниже будем обсуждать процесс:

? + H2O (т.е. H+H+16O) 18Ne* (1)

то есть переход молекулы воды в атом неона, в центре которого находится ядро изотопа 18Ne в возбужденном (резонансном) состоянии с квантовыми числами 1-, и энергией возбуждения 4.522 MeV. Процессы такого типа называются индуцированными переходами[2], в отличие от спонтанных (самопроизвольных) переходов.

Очевидно, что ядра, входящие в состав молекулы воды, будут испытывать кулоновское отталкивание на малых расстояниях и, казалось бы, их превращение в ядро 18Ne будет крайне маловероятным. Однако, ситуация не так тривиальна.

Для понимания возможных механизмов протекания процесса (1) рассмотрим два примера возникновения дальнодействия в ядерной физике.

Первый пример — эффект Ефимова. Вкратце он состоит в том, что если вы возьмете три частицы, с парным короткодействующим (например, в виде экспоненты V(r) = B exp (- r/a )) потенциалом взаимодействия, то при специальном выборе параметров B и а в системе возникает дальнодействующий потенциал вида A/R2 . Суть явления основана на очень протяженных размерах парной подсистемы. Такие системы обнаружены экспериментально и активно изучаются.

Второй пример связан с широко известным (и интуитивно понятным) явлением в ядерной физике: чем меньше энергия связи ядра, тем больше его размер. На языке квантовой механики это означает, что волновая функция такого ядра, имеющая на больших расстояниях вид экспоненты ?

exp(-?•r), где величина ?

E 1/2, а E — энергия связи, при малом E будет иметь очень длинный «хвост», значительно превышающий ядерные расстояния.

Именно с такой ситуацией сталкиваемся при рассмотрении структуры ядра 8B (бор восьмой). Оказывается, что стоит этому ядру сообщить небольшую (0.138 MeV ) по ядерным масштабам энергию , как оно развалится на ядро 7Be и протон, то есть порог распада в этот канал лежит выше энергии основного состояния бора всего на 0.138 MeV. При такой малой энергии отделения протона от бора волновая функция ядра бора (по переменной 7Be-протон) имеет огромный по ядерным масштабам «хвост», порядка 300 ферми (размеры ядер — несколько ферми)! Этот хвост может «выглянуть» из-под кулоновского барьера и привести к значительному увеличению вероятности соответствующего перехода. Именно такая ситуация реализуется в процессе (1).

Действительно, энергия резонанса в ядре 18Ne, о котором выше шла речь, в пределах экспериментальной неопределенности, совпадает с порогом распада этого ядра на два протона и ядро кислорода 16O, то есть с энергией молекулы воды. Вычисление перекрытия резонансной и молекулярной волновых функций показывает, что несмотря на кулоновское отталкивание, перекрытие оказывается значительным. Были проведены эксперименты[3], по наблюдению спонтанного перехода молекулы воды в ядро 18Ne. Теперь предлагается проделать эксперименты по индуцированным переходам[4]. Если процесс (1) происходит, то в конечном состоянии резонанс будет распадаться в основное состояние ядра 18Ne с выделением энергии 4.522 MeV с последующей цепочкой распадов в стабильный изотоп кислорода 18O.

Может вода горит в самом деле?

[1] V.B. Belyaev, et al., Phys. Dokl. 41 (1996) 514-516.

[2] Н.В.Карлов, Лекции по квантовой электронике, Наука, 1982

Источник

​​Может ли вода гореть?

Все мы знаем, что горение идти не будет, если не будет доступа кислорода (O₂). Однако стоит отметить, что горение — это химическая реакция с участием трех компонентов: топлива, которое и будет гореть, окислителя, который позволяет протекать этому процессу, и температуры.

В качестве топлива выступают многие вещества, такие как дерево, бензин и т.д. Окислитель же — это вещество, которое инициирует реакцию за счет присоединения к себе электронов от другого вещества.

То есть окислитель — это задира, который нагло отбирает у беззащитных веществ их электроны. В роли окислителя обычно выступает наш родной кислород, находящийся в воздухе. Однако окислителями могут выступать и другие элементы, такие как хлор (Cl₂) и фтор (F₂).

Когда мы зажигаем газовую плиту, то за счет температуры и окислителя (кислорода) поджигается топливо — метан (СН₄). Кислород забирает электроны у метана, и в ходе реакции образуются углекислый газ (СО₂) и вода (Н₂О). Произошла реакция окисления — отдача электронов кислороду.

Кстати есть одно исключение, когда кислород не забирает, а отдает свои родные электроны. Это происходит при взаимодействии кислорода со фтором (F₂) — самым электроотрицательным элементом (он сильнее всех притягивает к себе электроны). При их взаимодействии фтор забирает у кислорода его электроны, и таким образом образуется фторид кислорода: OF₂.

Вода во многих химических реакциях является продуктом горения. Как я уже показал, она образуется при горении метана. Однако в атмосфере фтора вода уже не продукт реакции, а непосредственно участник горения (а если точнее — реакции окисления). Все дело в том, что фтор — тоже окислитель. Да настолько сильный, что в его струе самовозгорается не только бумага, но и огнеупорный асбест.

Так, в атмосфере фтора вода послушно загорается синим пламенем. В ходе этой реакции образуется фтороводород (HF) и кислород (O₂).

Посмотрите это видео, где вы увидите этот удивительный химический процесс:

Источник

Почему вода не горит?

В нашей повседневной жизни мы часто встречаемся с непреложными истинами, но кто сказал, что они непреложны? Например, почему вода не горит? А ведь она состоит из водорода и кислорода — вполне горючих веществ. Давайте разбираться вместе!

Кратко о горении и воздействии огня на предметы

Горение является процессом окисления, т. е. соединения кислорода с другим элементом. Чтобы что-нибудь сжечь, необходимо взять два элемента:

• Топливо — источник возникновения огня.
• Окислитель — кислород.

Потребуется и некоторое количество тепла, чтобы топливо воспламенилось.

Водород имеет способность быстро окисляться, а потому является чрезвычайно горючим газом.

Чтобы огонь не затух, его нужно чем-то поддерживать. Не дрова и бумажки дают костру гореть, а кислород, входящий в состав воздуха.

Так что с водой? Почему она не может воспламениться?

Мы разобрались с огнем, теперь перейдем к воде. Ее молекула состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. КИСЛОРОДА. Как мы говорили ранее, горение является окислительным процессом, в ходе которого кислород соединяется с другим элементом.

Вода — продукт горения. Продукт, а не реагент. Поэтому она не может загореться, не может окислиться кислородом, поскольку водород в ее составе уже окислен.

Как раз поэтому водой тушат пожары и костры. Она не может подвергаться горению. Молекула воды обладает высоким уровнем теплоемкости. При попадании на огонь она превращается в пар, забирая часть тепла из атмосферы и прекращая горение.

Только разделив воду (при электролизе) на отдельные элементы — водород и кислород, можно ее поджечь. Но технически гореть будут отдельные элементы, а не молекула воды.

Теперь вы знаете все о горении, и почему вода просто не может загореться. Все знают, что реки, моря, океаны и ручейки не воспламеняются. Но почему? Правильно на этот вопрос отвечают немногие.

С вами были Простые ответы.

Поставьте лайк, подпишитесь на канал — получите новые ответы уже завтра!

Если у вас есть сложный вопрос — оставляйте в комментарии!

Источник

Почему вода не горит, хотя состоит из горючих веществ (водорода и кислорода)

В нашей повседневной жизни есть вещи, которые настолько распространены, что почти каждый человек знает о них. Например, всем известно, что вода — жидкость, она легко доступна и не горит, следовательно, она может гасить огонь. Но вы когда-нибудь задумывались почему это так?

Вода состоит из атомов водорода и кислорода. Оба этих элемента поддерживают горение. Итак, исходя из общей логики (не научной) из этого следует, что вода тоже должна гореть, верно? Тем не менее этого не происходит.

Когда происходит горение?

Горение -это химический процесс, в котором молекулы и атомы объединяются, при этом выделяется энергия в виде тепла и света. Чтобы что-нибудь сжечь вам потребуется две вещи — топливо как источник горения (например, лист бумаги, кусок дерева и т. д.) и окислитель (содержащийся в земной атмосфере кислород является основным окислителем). Также нам потребуется тепло необходимое для достижения температуры воспламенения вещества, чтобы начался процесс горения.

Например, рассмотрим процесс сжигания бумаги с использованием спичек. Бумага в этом случае будет являться топливом, газообразный кислород, содержащийся в воздухе будет выступать в качестве окислителя, а температура воспламенения будет достигаться благодаря горящей спичке.

Структура химического состава воды

Вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Ее химическая формула Н2О. Теперь интересно отметить, что два составных элемента воды действительно легко воспламеняющиеся вещества.

Почему водород является горючим веществом?

Атомы водорода имеют только один электрон и поэтому легко соединяется с другими элементами. Как правило в природе водород встречается в виде газа, молекулы которого состоят из двух атомов. Этот газ очень реактивный и быстро окисляется в присутствии окислителя, что делает его легковоспламеняемым.

При сгорании водорода происходит выделение большого количества энергии, поэтому его часто используют в сжиженном виде для запуска в космос космических аппаратов.

Кислород поддерживает горение

Как упоминалось ранее, для любого горения необходим окислитель. Есть много химических окислителей, в их числе кислород, озон, перекись водорода, фтор и т.д. В качестве основного окислителя, который в избытке содержится в атмосфере Земли является кислород. Он как правило является основным окислителем в большинстве пожаров. Именно поэтому для поддержания огня необходим постоянный приток кислорода.

Вода тушит огонь

Вода может гасить огонь по ряду причин, одной из которых является то, что это негорючая жидкость, несмотря на то, что состоит из двух элементов, которые могут по отдельности создать огненный ад.

Как мы уже говорили ранее, водород легко воспламеняется, все что для этого нужно это окислитель и температура воспламенения для начала реакции. Так как кислород является самым распространенным окислителем на Земле он быстро соединяется с атомами водорода с выделением большого количества света и тепла, при этом образуются молекулы воды. Вот как это происходит:

Обратите внимание на то, что смесь водорода с небольшим объемом кислорода или воздуха взрывоопасна и называется гремучим газом, она сгорает чрезвычайно быстро с громким хлопком, что воспринимается как взрыв. Катастрофа дирижабля «Гинденбург» в 1937 г. в Нью-Джерси унесла десятки жизней в результате возгорания водорода, которым была наполнена оболочка дирижабля. Легкая воспламеняемость водорода и его взрывоопасность в сочетании с кислородом — это главная причина того, что мы не получаем воду химическим путем в лабораториях.

В двух словах, при сгорании бумаги, мы получаем золу; когда сгорает водород, то мы получаем воду. Так же, как мы больше не можем сжигать пепел бумаги (т. к. она уже вся прогорела), мы не можем сжечь воду!

Если Вам понравилась статья , поставьте лайк и подпишитесь на канал НАУЧПОП . Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!

Источник