在空氣中點(diǎn)燃(加熱)金屬鎂條或金屬鋁箔——
為什么鎂條可燃燒而鋁箔不能燃燒?
欲解決這個(gè)問(wèn)題,首先必須明確燃燒和燃燒現(xiàn)象。
燃燒通常是指可燃物在氧化性氣體中發(fā)光放熱的化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)撤走熱源,燃燒仍能繼續(xù),這就要求化學(xué)反應(yīng)放出的熱使反應(yīng)體系的溫度必須超過(guò)可燃物的著火點(diǎn)。只要燃燒發(fā)生,一定會(huì)發(fā)光放熱,但有的有火焰,有的無(wú)火焰,有的有火星濺出。凡可燃性氣體(或蒸氣)的燃燒均產(chǎn)生火焰,而無(wú)可燃性氣體(或蒸氣)的燃燒則無(wú)火焰,若這種情況的燃燒,可燃物固體受熱膨脹或內(nèi)部產(chǎn)生氣體將固體漲破炸裂形成灼熱的小顆粒,則形成火星。因此,可燃性氣體和液體(受熱氣化)、易形成可燃性氣體或熔沸點(diǎn)較低的可燃性固體——蠟燭、木柴、金屬鈉和鎂等的燃燒均產(chǎn)生火焰,鐵絲、木炭等的燃燒會(huì)產(chǎn)生火星。潮濕的木炭在燃燒時(shí)或在燃燒的木炭上撒少量水時(shí),都有藍(lán)色的火焰,這是因?yàn)樘寂c水在高溫下反應(yīng)生成了可燃性的一氧化碳和氫氣所致。
在空氣中點(diǎn)燃(加熱)金屬鎂條或金屬鋁箔為什么鎂條可燃燒而鋁箔不能燃燒?
| Mg | Al | MgO | Al2O3 |
熔點(diǎn) / ℃ | 648.8 | 660.4 | 2852 | 2072 |
沸點(diǎn) / ℃ | 1107 | 2467 | 3600 | 2980 |
標(biāo)準(zhǔn)生成熱 / kJ·mol—1 | | | —601.8 | —1666.8 |
由上表數(shù)據(jù)可知,金屬鎂和金屬鋁的熔點(diǎn)相近,沸點(diǎn)相差很大,氧化鎂的熔沸點(diǎn)比氧化鋁的熔沸點(diǎn)更高,氧化鋁的標(biāo)準(zhǔn)生成熱比氧化鎂高得多,應(yīng)該說(shuō)鋁箔在空氣中點(diǎn)燃比鎂條更容易燃燒,但為什么鎂條可以燃燒而鋁箔卻不能燃燒?這只能從金屬鎂、鋁的沸點(diǎn)上找原因。
用酒精燈火焰點(diǎn)燃金屬鎂條時(shí),酒精燈火焰和反應(yīng)放出的熱量可使溫度達(dá)到鎂的沸點(diǎn)以上,鎂蒸氣漲破生成的氧化鎂薄膜,鎂蒸氣燃燒產(chǎn)生火焰,并放出大量熱,發(fā)出耀眼的強(qiáng)光。而用酒精燈火焰加熱金屬鋁箔時(shí),反應(yīng)體系的溫度無(wú)法達(dá)到鋁的沸點(diǎn),故鋁箔不能燃燒。又因?yàn)殇X箔表面生成氧化鋁的熔點(diǎn)很高但金屬鋁的熔點(diǎn)不高,所以加熱鋁箔時(shí),氧化鋁袋內(nèi)的金屬鋁雖然熔化形成液體但不滴下,如果用針戳破表面的氧化膜可見(jiàn)銀白色的液態(tài)鋁。
當(dāng)然,如果改用金屬鋁粉或在純氧中加熱,可發(fā)生劇烈燃燒,放出大量熱,發(fā)出強(qiáng)光。
又因?yàn)檠趸X的生成熱很大,因此可用鋁粉與某些金屬氧化物作鋁熱劑(鋁熱反應(yīng)溫度可達(dá)3000℃以上),而無(wú)鎂熱劑了。