Методическая разработка по дисциплине "Теория горения и взрыва" по теме:"Общие сведения о процессах окисления и горения"

Предмет : Теория горения и взрыва.

Тема урока : Общие сведения о процессах окисления и горения.

Цели урока: формирование системных знаний об окислении и горении.;

Задачи: Познавательные: раскрыть значение знаний о сущности горения и медленного окисления для развития науки и техники, жизни людей; актуализировать опорные знания о процессе горения.

Воспитательные: создать условия положительного отношения к знаниям, к процессу учения; воспитание желания активно, с интересом учиться ,воспитание патриотизма.

Развивающие: способствовать формированию диалогического взаимодействия;; развивать познавательную активность, развивать умение слушать, делать записи, применять полученные знания в практической деятельности;

Тип урока: формирование новых знаний.

Методы и методические приемы: рассказ с элементами беседы , объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый.

Оборудование: проектор, компьютер, видеофрагменты, учебник.

Структура урока

1.Организационный момент

2.Целевая установка

3.Актуализация опорных знаний.

4.Изучение нового материала

5.Демонстрационный опыт.

6. Закрепление .Домашнее задание

7. Рефлексия. Итог

1.Организационный момент.

-Знакомство.Требования к изучению предмета., ведению тетрадей.

-Проверка отсутствующих;

-Проверка готовности студентов к уроку.

2.Целевая установка:

3.Актуализация опорных знаний.

-Назовите наиболее распространенный элемент земной коры.

-Древнегреческий писатель Гесиод в «Теологии» так славит подвиг Прометея: «Когда боги во главе с Зевсом одержали победу над титанами и стали договариваться с людьми о жертвоприношениях, Прометей, отстаивая интересы людей, обманул богов, предоставил им худшие части жертвенного животного. Разгневанный Зевс отнял за это у людей огонь. Тогда Прометей похитил огонь с Олимпа и принёс его людям. Зевс за это велел приковать Прометея к одной из кавказских скал и послал орла, который каждый день выклёвывал его печень…».

Огонь. Люди не случайно обожествляли его!

Немыслима без огня и современная жизнь. Однако из надёжного помощника огонь может превратиться в страшную стихию и уничтожить всё на своём пути: леса, хлебные поля, строения, памятники (старины) архитектуры – всё то, что создано трудом людей за десятки и сотни лет. Нередки случаи, когда пожары уносят ничем невосполнимые человеческие жизни.

-А как связаны между собой огонь и химический элемент кислород?

4.Изучение нового материала

ОКИСЛЕНИЕ-

Медленное окисление– это процесс медленного взаимодействия веществ с кислородом с медленным выделением теплоты (энергии).

Примеры взаимодействия веществ с кислородом без выделения света: гниение навоза, листьев, окисление металлов (железные форсунки при длительном употреблении становятся тоньше и меньше), дыхание аэробных существ, т. е. дышащих кислородом, сопровождается выделением теплоты, образованием углекислого газа и воды.

Горение - реакция окисления, протекающая с достаточно большой скоростью, сопровождающаяся выделением тепла и света.

+ Выделение СВЕТА

Горение – это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и обычно свечением. Для возникновения процесса горения требуется наличие 3-х факторов:

– горючего вещества в любом агрегатном состоянии;

– окислителя (обычно кислорода воздуха);

– источника загорания (импульса). Окислителем, кроме того, могут быть хлор, фтор, бром, окислы азота и т. д.

В зависимости от свойств горючей смеси горение может быть гомогенным и гетерогенным. При гомогенном горении исходные вещества имеют одинаковое агрегатное состояние (например, горение газов). Горение твёрдых и жидких горючих веществ является гетерогенным.

Горение дифференцируется также по скорости распространения пламени и в зависимости от этого параметра может быть:

– дефлаграционным (в пределах нескольких м/с);

– взрывным (порядка десятка м/с);

– детонационным (тысячи м/с).

Пожарам свойственно дефлаграционное горение.

В зависимости от соотношения горючего и окислителя различают процессы горения бедных и богатых горючих смесей.

Бедными называют смеси, содержащие в избытке окислитель, их горение лимитируется содержанием горючего компонента.

К богатым относятся смеси с содержанием горючего выше стехиометрического соотношения компонентов. Горение таких смесей лимитируется содержанием окислителя.

Возникновение горения связано с обязательным самоускорением реакции в системе. Существует три основных вида самоускорения химической реакции при горении: тепловой, цепной и комбинированный цепочно-тепловой. Тепловой механизм ускорения связан с экзотермичностью процесса окисления и возрастанием скорости химической реакции с повышением температуры при условии аккумуляции тепла в реагирующей системе.

Цепное ускорение реакции связано с катализом химических превращений, осуществляемых промежуточными продуктами превращений, обладающими особой химической активностью и называемыми активными центрами. В соответствии с цепной теорией химический процесс осуществляется не путём непосредственного взаимодействия исходных молекул, а с помощью осколков, образующихся при распаде этих молекул (радикалы, атомарные частицы).

Реальные процессы горения осуществляются, как правило, по комбинированному цепочечно-тепловому механизму.

Процесс горения характеризуется самовоспламенением горючей смеси и самовозгоранием горючих веществ.

Реакции, протекающие с выделением теплоты, называются экзотермическими (от греч. «экзо» - наружу).

При горении идет интенсивное окисление, в процессе горения появляется огонь, следовательно, такое окисление протекает очень быстро. Если скорость реакции окажется достаточно большой? Может произойти взрыв. Так взрываются смеси горючих веществ с воздухом или кислородом. К сожалению, известны случаи взрывов смесей воздуха с метаном, водородом, парами бензина, эфира, мучной и сахарной пылью и т.п., приводящие к разрушениям и даже человеческим жертвам.

Для возникновения горения необходимы:

•горючее вещество

• окислитель (кислород)

• нагревание горючего вещества до температуры воспламенения.

Температура воспламенения у каждого вещества различна.

В то время как эфир может воспламениться от горячей проволоки, для того чтобы поджечь дрова, нужно нагреть их до нескольких сот градусов. Температура воспламенения веществ различна. Сера и дерево воспламеняются при температуре около 270 °С, уголь – около 350 °С, а белый фосфор – около 40 °С.

Однако не всякое окисление непременно должно сопровождаться появлением света.

Существует значительное число случаев окисления, которые мы не можем назвать процессами горения, ибо они протекают столь медленно, что остаются незаметными для наших органов чувств. Лишь по прошествии определенного, часто весьма продолжительного времени мы можем уловить продукты окисления. Так, например, обстоит дело при весьма медленном окислении (ржавлении) металлов или при процессах гниения.

Разумеется, при медленном окислении выделяется теплота, но это выделение вследствие продолжительности процесса протекает медленно. Однако сгорит ли кусок дерева быстро или подвергнется медленному окислению на воздухе в течение многих лет, все равно – в обоих случаях при этом выделится одинаковое количество теплоты.

Характеристика процессов горения и медленного окисления

Вывод: реакции горения и медленного окисления – это экзотермические реакции, отличающиеся скоростью протекания этих процессов.

5. Демонстрационный эксперимент. Горение простых и сложных веществ в кислороде

Записываем уравнения реакций и записываем в тетради выводы:

•Интенсивность протекания реакций резко увеличивается в атмосфере кислорода;

•Реакции взаимодействия веществ с кислородом называются реакциями окисления;

6. Закрепление материала. Домашнее задание .

. - Сравнить процессы горения и медленного окисления

- Почему горение веществ на воздухе происходит медленнее, чем в кислороде?

-Влажное зерно нельзя хранить в больших кучах, поскольку может произойти обугливание и даже самовозгорание. Объясните, почему это происходит.

- Почему перед уходом со стоянки туристы засыпают землей угли костра?

-Назовите условия протекания процесса горения.

Д/з конспект. Л.3 стр.3-9

7. Рефлексия. Итог. Что узнали ? Достигли ли цели урока?