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科普下甲烷燃烧的化学原理为什么火焰是蓝色

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  甲烷燃烧的化学原理
  甲烷
  甲烷(系统名为ldquo;碳烷rdquo;,但只在介绍系统命名法时会出现,一般用习惯名ldquo;甲烷rdquo;)在自然界的分布很广,甲烷是最简单的有机物,是天然气,沼气,坑气等的主要成分,俗称瓦斯。也是含碳量最小(含氢量最大)的烃,也是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。它可用来作为燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。
  甲烷燃烧现象
  点燃纯净的甲烷,产生明亮的蓝色火焰,这是在火焰的上方罩一个干燥的烧杯,很快就可以看到有水蒸气在烧杯壁上凝结。倒转烧杯,加入少量澄清石灰水,振荡,石灰水变浑浊。说明甲烷燃烧生成水和二氧化碳。把甲烷气体收集在高玻璃筒内,直立在桌上,移去玻璃片,迅速把放有燃烧着的蜡烛的燃烧匙伸入筒内,烛火立即熄灭,但瓶口有甲烷在燃烧,发出淡蓝色的火焰。这说明甲烷可以在空气里安静地燃烧,但不助燃。
  甲烷燃烧的化学原理:为什么火焰是蓝色
  用大试管以排水法先从氧气贮气瓶里输入氧气23体积,然后再通入13体积的甲烷。用橡皮塞塞好,取出水面。将试管颠倒数次,使气体充分混和。用布把试管外面包好,使试管口稍微下倾,拔去塞子,迅速用燃着的小木条在试管口引火,即有尖锐的爆鸣声发生。这个实验虽然简单,但也容易失败。把玻璃导管口放出的甲烷点燃,把它放入贮满氯气的瓶中,甲烷将继续燃烧,发出红黄色的火焰,同时看到有黑烟和白雾。黑烟是炭黑,白雾是氯化氢气体和水蒸气形成的盐酸雾滴。
  甲烷燃烧的化学方程式
  完全燃烧:CH42O2CO22H2O(生成CO2和水)
  不完全燃烧:2CH43O22CO4H2O(生成CO和水)
  火焰为何呈蓝色
  1、火焰的温度决定火焰的颜色
  燃烧的树枝所发出的火光,随着火焰温度的高低,会逐渐变化。火旺时,温度高,光色黄亮;火焰逐渐熄灭,温度随之降低,火光也逐渐由亮黄变橙、变红、变暗红。甲烷的含氢量较大,在燃烧时会放出大量热量,使得火焰温度升高,呈现出蓝色的状态。
  2、燃烧物质的元素构成决定了火焰的光谱
  元素表的每种元素高温下都会发出自己特定的光色,常见的比如钠会出现黄色,钾是紫色,铜是绿色,化合物的光色是一种杂色,因为有许多种类的元素在发光。甲烷在燃烧时其他在焰芯处与氧气结合,由于氧气不足,不能完全燃烧,生成了部分一氧化碳,一氧化碳在焰尾处再与氧气充分反应燃烧产生青蓝色火焰。在火焰温度与元素的加持下,甲烷的燃烧才出现了明亮的青蓝色火焰。

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