關(guān)于酒精可燃與不可燃的臨界濃度的探究

1、 關(guān)于酒精可燃與不可燃的臨界濃度的探究 本組成員：藍(lán)益添 洪金航 蘇炫霖 李雅東 指導(dǎo)老師：蘇培鍛【摘要】由于條件限制，只能通過查閱資料，借鑒其他關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的探究，分析對(duì)比，得出酒精可燃與不可燃的臨界濃度?！締栴}提出】21世紀(jì)是一個(gè)能源缺乏的時(shí)代。酒精作為一種新能源，開發(fā)前景不可估量。并且在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，酒精燈的使用頻率非常高，而酒精燈的濃度為95%，；大量的實(shí)驗(yàn)使得酒精的消耗量更大。因此，我們猜想：是不是濃度為95%的酒精才能燃燒？如果不是，那么酒精可燃與不可燃的臨界濃度是多少？此次課題研究的目的就在于此。同時(shí)，通過此次課題，同學(xué)們更好地可以培養(yǎng)探究精神，提高自己的參與意識(shí)，鍛煉自己的動(dòng)手能力

2、?！静檎屹Y料】乙醇的物理性質(zhì)無色、透明，具有特殊香味的液體（易揮發(fā)），密度比水小，能跟水以任意比互溶（一般不能做萃取劑）。是一種重要的溶劑，能溶解多種有機(jī)物和無機(jī)物。外觀與性狀： 無色液體，有酒香。 熔點(diǎn)()： -114.1 沸點(diǎn)()： 78.3 相對(duì)密度(水=1)： 0.79 相對(duì)蒸氣密度(空氣=1)： 1.59 飽和蒸氣壓(kPa)： 5.33(19) 燃燒熱(kJ/mol)： 1365.5 臨界溫度()： 243.1 臨界壓力(MPa)： 6.38 辛醇/水分配系數(shù)的對(duì)數(shù)值： 0.32 閃點(diǎn)()： 12 引燃溫度()： 363 爆炸上限%(V/V)： 19.0 爆炸下限%(V/V)： 3

3、.3 溶解性： 與水混溶，可混溶于醚、氯仿、甘油等多數(shù)有機(jī)溶劑。 乙醇的化學(xué)性質(zhì)1與金屬反應(yīng)2CH3CH2OH + 2Na=2CH3CH2ONa + H2結(jié)論：（1）乙醇可以與金屬鈉反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣，但不如水與金屬鈉反應(yīng)劇烈。（2）活潑金屬（鉀、鈣、鈉、鎂、鋁）可以將乙醇羥基里的氫取代出來。2與氫鹵酸反應(yīng)C2H5OH + HBr=C2H5Br + H2OC2H5OH + HX=C2H5X + H2O注意：通常用溴化鈉和硫酸的混合物與乙醇加熱進(jìn)行該反應(yīng)。故常有紅棕色氣體產(chǎn)生。3氧化反應(yīng)（1）燃燒：發(fā)出淡藍(lán)色火焰，放出大量的熱CH3CH2OH+O2=2CO2+3H2O（2）催化氧化：在加熱和有催化劑

4、（Cu或Ag）存在的情況下進(jìn)行。2CH3CH2OH+O2=2CH3CHO+2H2O 工業(yè)制乙醛4消去反應(yīng)（1）分子內(nèi)消去制乙烯（170濃硫酸）C2H5OH + HOC2H5 = C2H4+H2O（2）分子間消去制乙醚C2H5OH + HOC2H5 = C2H5OC2H5 + H2O （乙醚）(140 濃硫酸）5. 其他 C2H5OH+CuO=CH3CHO+Cu+H2O酒精的作用藥用酒精（乙醇）是醫(yī)療單位和家庭藥箱的必備藥品，是最常用的外用制劑之一。不同用途的酒精有不同的作用。195%的酒精用做燃料 醫(yī)療單位常需使用酒精燈、酒精爐，點(diǎn)燃后用于配制化驗(yàn)試劑或藥品制劑的加熱，也可用其火焰臨時(shí)消毒小型

5、醫(yī)療器械。270%-75%的酒精用于滅菌消毒 用于包括皮膚消毒、醫(yī)療器械消毒、碘酒的脫碘等。3. 40%-50%的酒精用于預(yù)防褥瘡4. 25%-50%的酒精用于物理退熱5.用于乙醇汽油【實(shí)驗(yàn)】（方案和數(shù)據(jù)來自其他文獻(xiàn)）實(shí)驗(yàn)原理：究竟能夠燃燒，與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，生成二氧化碳和水。方案1：方案2（原理）：注： 為混合后攪拌均勻加水至一定刻度時(shí)溶液的體積。 實(shí)驗(yàn)用品：95%乙醇、（酒精燈）、蒸餾水、燒杯（10ml、20ml）、量筒（10ml、25ml）、膠頭滴管、火柴、玻璃棒實(shí)驗(yàn)過程：方案1：（1）用量筒量取一定量的95%酒精，并倒入燒杯中。（2）用另一只量筒量取一定量蒸餾水，倒入裝有酒精的燒杯中

6、，與之混合，并攪拌均勻。（3）用火柴試引燃燒杯內(nèi)混合均勻后的酒精，并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（4）利用二分法，縮小范圍，再次或多次實(shí)驗(yàn)。（5）分析數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。95%酒精（ml）5555蒸餾水（ml）2.44.87.99.5體積比2：11：13：51：2現(xiàn)象方案2：（1）用量筒量取一定量的95%酒精，并倒入燒杯中。（2）向燒杯中加入蒸餾水并攪拌均勻，至液面到達(dá)某一刻度線。（3）用火柴試引燃燒杯內(nèi)混合均勻后的酒精，并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（4）利用二分法，縮小范圍，再次或多次實(shí)驗(yàn)。（5）分析數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。95%酒精（ml）5555總體積（ml）16.7107.15.5體積分?jǐn)?shù)（%）30%50%70%9

7、0%現(xiàn)象注：選擇方案1或方案2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)施實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)（方案1）注：因體積比更易直觀地表達(dá)出結(jié)論，故選擇方案1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：表一：95%酒精（ml）5555蒸餾水（ml）2.44.87.99.5體積比2：11：13：51：2現(xiàn)象可燃可燃不可燃不可燃表二：95%酒精（ml）5555蒸餾水（ml）55.35.96.8體積比19：209：108：107：10現(xiàn)象可燃可燃不可燃不可燃【分析該實(shí)驗(yàn)及其數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，總結(jié)實(shí)驗(yàn)?！繂栴}：1.實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的酒精濃度是直接采用廠家提供的數(shù)據(jù)，這必然和實(shí)際有所差距。2.實(shí)驗(yàn)用量筒量取95%酒精和蒸餾水，也是引起誤差的原因之一。分析上述表一、表二數(shù)據(jù)得出：1.通過在實(shí)驗(yàn)中利用二分法逐漸縮小范圍，最終確定95%酒精可燃臨界體積比在9：108：10之間，但由于實(shí)驗(yàn)所采用的酒精濃度是廠家提供的數(shù)據(jù)，與實(shí)際有一定差距，且實(shí)驗(yàn)過程酒精易揮發(fā)，導(dǎo)致濃度降低，和實(shí)驗(yàn)儀器的精確性不等原因。酒精燃與不燃的實(shí)際臨界狀態(tài)與實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)肯定有所差異。2.通過實(shí)驗(yàn)確定酒精可燃與不可燃的臨界體積比，對(duì)于充分利用實(shí)驗(yàn)室中酒精有積極的意義?？蓪⒃凭珶糁芯凭鎿Q為稍高于可燃與不可燃臨界體積比的酒精（如由95%換為50%），這樣既能達(dá)到酒精的燃燒效果，又能夠節(jié)約酒精。在現(xiàn)在能源緊張的社會(huì)，其顯示意義可想而知?！倔w會(huì)】親