氢气在氧气中燃烧

时间:2023-11-17 12:29:01

保罗叔叔说:“炮弹已经用完了,开不成玻璃炮了。现在,我们要考察氢气在氧气中燃烧后究竟变为什么物质了。当氢气和氧气的混合气体爆炸时,氢气和氧气就化合了,伴随发出的是一种不是特别明亮的火焰,这样化合而成的新物质是一种无色气体,必须将它收集并凝缩了才方便检验。若按照之前的实验来配制这种新物质会有两个困难:第一,混合气体的分量过多,爆炸力太大,十分危险;第二,生成的新气体都逸散在空气中,不易收集。所以,我们要制取新物质,必须让氢气和氧气慢慢化合,也就是我们必须点燃一个生成氢气的导管,让它在空气中逐渐燃烧。

氢气在氧气中燃烧

图 制取氢气的装置

“现在,我们就开始准备这个装置吧。这个装置和之前吹肥皂泡的装置很相似,只需将直玻璃管换成管口像针眼粗细的尖嘴玻璃管就可以了。尖嘴玻璃管的制法是这样的:我们使用一根易熔的玻璃管,将其中间部分在酒精灯上均匀加热,等其软化后,就将其慢慢拉长,使软化的部分收缩成细条状,然后用锉刀切断,就制成同样形状的两根尖嘴玻璃管了。这样就可以做这个实验了。”

保罗叔叔将所有的工具都准备好后(如图所示),又补充道:“把水、锌和硫酸全部放入瓶中,氢气就会从尖嘴玻璃管里持续逸出,在这个尖嘴玻璃管的管口点火之前,必须谨慎考虑一下。我们已经知道了,氢气和空气的混合物是一种会引发爆炸的气体。现在,从尖嘴玻璃管里放出的氢气中还混杂着瓶里原本含有的空气,所以这时若在管口点火,这种危险的混合物就会在瓶子里爆炸,将瓶子炸破。即使不爆炸也会将木塞弹出,瓶中的酸液就会溅到我们衣服上,腐蚀为红色的斑点。如果不幸溅到我们的眼睛里,就有失明的危险了。我警告你们:在制取氢气的时候,必须特别小心这种容易爆炸的混合物。在点燃氢气的时候,必须不断留意这种气体中是否混入了空气。

“此刻,因为刚刚开始放出氢气,其中不免混有空气,所以需要暂时让它逸去。等瓶子中的空气散尽,或者差不多散尽的时候,实验才能进行。为检验气体中是否含有空气,我们蘸了一些肥皂水滴在尖嘴玻璃管的管口,若管口的肥皂泡可以脱离管口而快速上升,就可以知道瓶中已经没有空气了,即使有也是很少量的。但是,为了我们的安全,我们依旧用毛巾包裹住瓶子。现在,我将一张点燃的纸靠近管口,氢气就立刻燃烧起来,发出淡黄色暗淡的火焰。一切的危险都已经过去了,因为我最初点燃这种气体时不曾爆炸,此后也绝不会再爆炸了。所有的空气已经被完全逐出,从管口逸出的只是纯净的氢气。现在,我们已经不再需要毛巾了,为了看清瓶中的反应,我干脆将它解下来吧。”

“而且,管口的淡黄色火焰就是氢气燃烧的表现。虽然它的光芒很暗淡,可是温度却十分高,你们也可以去实验一下。”

孩子们将手指放到火焰旁边,但不久后就缩回去了。

爱弥儿嚷着说:“太厉害了!想不到这样暗淡的火焰居然能产生这么高的温度。”

“氢气是一种非常好的燃料,你们还记得铁匠展示给我们看的情形吗?”

“你是说往熔炉中的煤块上洒水,将炽热的铁变成白热的吗?”是的,水被燃烧的煤分解,产生了氢气。氢气再次遇火燃烧,便产生了高热。”

“那么,在这小小的火焰里,我们能够烧红一根铁丝吗?”

“不仅能烧红,还能烧至白热呢。你们看!我将这根铁丝的一端放入火焰,不久便发出耀眼的强光。铁匠用湿煤来将铁条烧至白热也是同样的道理。”