ГДЗ по химии, 11 класс, Еремин, номер 16.5: Обратимые и необратимые реакции

Алюминий является металлом с высокой химической активностью. При контакте с кислородом воздуха на его поверхности мгновенно образуется тонкая, но очень прочная оксидная плёнка (Al₂O₃). Эта плёнка обладает высокой тугоплавкостью (температура плавления около 2050^°C) и плотно прилегает к металлу, не пропуская кислород к нижележащим слоям.

Таким образом, хотя сам металл может нагреваться, доступ кислорода к нему блокируется защитным барьером. Без постоянного притока окислителя реакция горения не может поддерживаться в объёме всего изделия. Поэтому алюминиевая ложка или кастрюля не горит, даже если её сильно нагреть над пламенем.

В случае мелкого порошка ситуация кардинально меняется. Порошок имеет огромную удельную поверхность по сравнению с цельным куском того же веса. Каждая частица порошка покрыта той же оксидной плёнкой, но:

• Площадь контакта с кислородом воздуха максимальна;
• При внесении в пламя температура быстро повышается до точки воспламенения;
• Оксидная плёнка на микрочастицах разрушается или плавится быстрее, чем успевает защитить весь объём металла;
• Выделяющееся тепло не рассеивается так эффективно, как в массивном теле, а концентрируется вокруг частиц.

Это приводит к лавинообразному процессу окисления. Алюминий активно реагирует с кислородом воздуха с выделением большого количества тепла и света, что мы наблюдаем как вспышку и сноп искр. Искры — это горящие частички алюминия, разлетающиеся от основной массы порошка.

Реакция горения алюминия описывается следующим уравнением:

Эта реакция экзотермична (ΔH<0), то есть протекает с выделением энергии. В виде порошка эта энергия выделяется настолько быстро и локально, что вызывает свечение и разброс раскалённых частиц.