طريقة صنع نار خضراء : المواد - طريقة العمل

 

تجربة النار الخضراء

في هذه المقالة سنتعلم كيفية الحصول على نار ذات لون أخضر وتمتاز بنقاوة عالية. وهي تجربة سهلة وبمواد بسيطة جداً. ويتم إجراء هذه التجربة عن طريق خلط الميثانول مع حمض البوريك ومن ثم حرق المزيج. أن وجود الإيثانول ينتج لهب ثلاثي الألوان.

فيما يلي المواد وطريقة العمل مع آلية التفاعل:

 

 

الأدوات والمواد الكيميائية

1. حمض البوريك boric acid
2. الميثانول methanol
3. الإيثانول (96٪) ethanol
4. أنبوب اختبار test tube
5. ولاعة لحرق المزيج cigarette lighter
6. طبق زجاجي glass plate

 

 

إجراءات السلامة والأمان

1. مادة الميثانول سامة ، لذا يجب تجنب استنشاق البخار الناتج عن تسخينها.
2. الميثانول والإيثانول مواد سريعة الاشتعال.
3.  في هذه التجربة ، ستشتعل النار وتأخذ حيزاً كبيراً من المكان لذا قبل إجراء هذه التجربة ، تأكد من عدم وجود زجاجيات مفتوحة تحتوي على الإيثانول أو الميثانول (أو أي مذيب آخر قابل للاشتعال).

 

 

إزالة مخلفات التجربة

1. في الغالب لن توجد أي نفايات أو مواد في الإناء او مكان العمل. لكن إذا بقي القليل من مادة بلورات حمض البوريك ، يجب غسلها بالماء ورميه في البالوعة.
2. إذا بقيت كميات صغيرة من الإيثانول أو الميثانول يمكنك حرقها والتخلص منها.
3. قم بغسل وتنظيف أنابيب الاختبار والقوارير الزجاجية بالماء.

 

 

طريقة العمل

1. خذ 1 مل من الميثانول.
2. اسكبه على سطح الإناء أو على سطح نظيف واشعله بسرعة بواسطة الولاعة في غرفة ذات إضاءة خافتة.
3. سيتكون عن هذا الحريق لهب أزرق باهت.
4. خذ 1 مل آخر من الميثانول.
5. أضف إليه ملعقة من حمض البوريك الصلب. سيذوب معظم الحمض بسرعة في الميثانول.
6. صب المحلول المكون على الإناء الزجاجي أو على سطح نظيف وأشعله مرة أخرى.
7. سينتج عن هذا الحريق لهب أخضر جميل أخف بكثير من اللهب الأزرق الباهت للميثانول النقي.
8. قم بخلط الايثانول مع الميثانول واضف إليهم حمض البوريك. لهب الإيثانول النقي يشبه بنسبة كبيرة لهب الميثانول النقي. وهو لهب أزرق باهت. يختلف لهب الإيثانول المضاف إليه حمض البوريك كثيرًا عن لهب الميثانول المضاف إليه حمض البوريك.
9. عند خلطهم وحرقهم سيتكون مزيج من الألوان، الأزرق والبرتقالي والأخضر. ألمع أجزاء اللهب المتكون تكون بألوان برتقالية ، مع حواف خضراء حولها وحواف زرقاء باهتة.

 

 

مناقشة النتائج

من المعروف جيدًا أن الكحوليات (المركبات العضوية التي تحتوي على مجموعة الهيدروكسيل -OH مرتبطة مباشرة بذرة كربون) يمكن أن تكون استرات مع العديد من الأحماض العضوية.

التفاعل العام هو كما يلي:

 

R-OH + HOC(O)-R' ↔ R-O-C(O)-R' + H₂O

 

هنا ، R  و R' رموز لمركبات كربون عضوية عامة ، على سبيل المثال ميثيل ، إيثيل وغيرها. عادة ما يكون حمض الكبريتيك ضروريًا لامتصاص الماء المتكون ، من أجل الحصول على الإستر.

يمكن أن تحدث الأسترة أيضًا مع الأحماض غير العضوية. الأسترة المعروفة والسهلة جدًا هي تكوين إستر النتريت للميثانول:

 

H₃C-OH + HO-NO ↔ H₃C-O-NO + H₂O

 

من السهل جدًا إجراء الأسترة باستخدام حمض غير عضوي وهو حمض البوريك. يمكن إجراء هذا التفاعل باستخدام الميثانول وأيضًا مع الإيثانول ، على الرغم من أن التفاعل مع الميثانول أسهل من التفاعل مع الإيثانول.

حمض البوريك هو حمض ثلاثي قاعدي ويمكن أن تحدث الأسترة في كل مجموعة من مجموعات OH لحمض البوريك. المعادلة البسيطة لهذا التفاعل:

 

3CH₃OH + B(OH)₃ ↔ B(OCH₃)₃ + 3H₂O

 

الشيء الجميل في استرات البورات هو أنها تحترق بلهب أخضر حقيقي. مشابهة تماماً للنار العادية ، ولكن باللون الأخضر بدلاً من اللون البرتقالي أو الأصفر.

 

 

المواد الكيميائية

1- حمض البوريك boric acid

حمض البوريك وله اسم آخر وهوا حمض البوراسيك. وهو من الأحماض الضعيفة يمتلك  الصيغة الكيميائية H₃BO₃ من الأستخدامات الشائعة لهذا الحمض:

·         يستخدم كمطهر

·         مبيد حشري فعال

·         من مثبطات اللهب

·         يستخدم في محطات الطاقة النووية للتحكم في معدل الانشطار النووي لعنصر اليورانيوم

·         يعتبر مكون أساسي للعديد من المركبات الكيميائية.

·         تكون بلّوراته عديمة اللون  أو يكون على شكل مسحوق ذو لون أبيض قابل للذوبان في الماء

 

2- الميثانول methanol

الميثانول ويسمى أيضاً بالكحول الميثيلي وهو مركب هيدروكربوني يتكون من الكربون والهيدروجين والأكسجين وينتمي الميثانول ينتمي إلى مجموعة الكحولات صيغته الكيميائية CH₃OH

يسمى أيضا بـ "كحول الخشب" بسبب إمكانية تحضيره من عملية التقطير الإتلافي للخشب (أو من خلال حرق الخشب وتقطيره من خلال عزله عن الهواء)، وكذلك يعد الميثانول من أحد المواد المكونة للعديد من المركبات الكيميائية والمنتجات التي نستعملها بشكليومي، وله العديد من الأستخدامات في مجال الصناعة.

 

3- الإيثانول ethanol

الإيثانول وهو مركب كيميائي عضوي يصنف من مجموعة الكحوليات يمتلك الصيغة الكيميائية :  C₂H₅OH  ويطلق علية اسم الكحول غالباً. الايثانول من المواد القابلة للاشتعال والسريعة الاشتعال وتكون عديمة اللون، يستعمل الايثانول في المشروبات الكحولية وفي الصناعة مثل صناعة العطور ويستعمل كوقود كما في وقود المحركات الميكانيكية المجهزة للإيثانول.

 

4- استرات البورات borate esters

إسترات بورات وهي مركبات عضوية تتميز بسهولة تحضيرها، حيث يتم تحضيرها عن طريق تفاعل التكثيف المتكافئ لحمض البوريك مع الكحولات، الصيغة الكيميائية له: B(OR)₃

 

 

 

 

المصادر

1.       Balci, Suna; Sezgi, Naime; Eren, Esin (2012). "Boron Oxide Production Kinetics Using Boric Acid as Raw Material". Industrial & Engineering Chemistry Research. 51 (34): 11091–11096. doi:10.1021/ie300685x.

2.      "Boric acid, ACC# 03260 MSDS" (PDF). 11 February 2008. Archived from the original (PDF) on 16 December 2011. Retrieved 24 September 2009.

3.      González, Begoña (2007). "Density, dynamic viscosity, and derived properties of binary mixtures of methanol or ethanol with water, ethyl acetate, and methyl acetate at T = (293.15, 298.15, and 303.15) K". The Journal of Chemical Thermodynamics. 39 (12): 1578–1588. doi:10.1016/j.jct.2007.05.004.

4.      National Institute for Occupational Safety and Health (22 August 2008). "The Emergency Response Safety and Health Database: Methanol". Retrieved 17 March 2009.

5.      Nomenclature of Organic Chemistry : IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013 (Blue Book). Cambridge: The Royal Society of Chemistry. 2014. p. 30. doi:10.1039/9781849733069-00001. ISBN 978-0-85404-182-4.

6.      Adams KE, Rans TS (December 2013). "Adverse reactions to alcohol and alcoholic beverages". Annals of Allergy, Asthma & Immunology. 111 (6): 439–45. doi:10.1016/j.anai.2013.09.016. PMID 24267355.

7.       Brown, Herbert C.; Mead, Edward J.; Shoaf, Charles J. (1956). "Convenient Procedures for the Preparation of Alkyl Borate Esters". J. Am. Chem. Soc. 78 (15): 3613–3614. doi:10.1021/ja01596a015.