Думаете, железо не горит? Вы просто не умеете его поджигать. В опытных руках чистый металл легко запылает ярким оранжевым — и очень горячим! — пламенем.

Фото №1 - Опыт: огнем и железом

На влажном воздухе железо медленно окисляется и зарастает печальной ржавчиной. Однако оно способно и к яркому, быстрому окислению в пламени огня. Конечно, поджечь стальную гайку не получится, но если площадь поверхности металла окажется достаточно велика, то он сможет легче взаимодействовать с кислородом и загораться, а жар (температура при этом поднимется выше 800 °C) будет стимулировать дальнейшее горение. Такое пирофорное железо можно найти в форме тонкого порошка или — в хозяйственном магазине — в виде металлической губки для оттирания особо грязной посуды.

Нам понадобится

Фото №2 - Опыт: огнем и железом

Сухая металлическая губка для мытья посуды, сделанная из тонких нитей железа или стали.

Фото №3 - Опыт: огнем и железом

Зажигалка или спички, а также достаточно мощная батарейка — желательно на 9 вольт.

Фото №4 - Опыт: огнем и железом

Огнеупорная большая миска, кухонные весы и алюминиевая фольга, чтобы накрыть их во время рискованных экспериментов.

Что происходит

Фото №5 - Опыт: огнем и железом

1. Электрический жар

Металлические нити в губке плотно скручены, и доступ кислорода внутрь затруднен. Чтобы она легче загоралась, отделите кусочек и распушите его. Положите в миску и подожгите зажигалкой или приложите клеммы батарейки. По нитям побежит ток, и благодаря электрическому сопротивлению железа они сильно раскалятся. Этого нагревания достаточно, чтобы запустить горение. Дальше оно сможет поддерживаться собственным теплом.

Фото №6 - Опыт: огнем и железом

2. Тяжесть кислорода

Рекомендуем повторить опыт на кухонных весах, застеленных фольгой, или просто взвесить губку до и после сжигания. Вопреки ожиданиям, ее масса станет заметно больше. Впрочем, с точки зрения химии это совершенно закономерно. Ведь горение представляет собой реакцию окисления, при которой железо взаимодействует с кислородом воздуха и превращается в оксид Fe2O3. Каждые два атома железа соединяются с тремя атомами кислорода, и те обеспечивают увеличение массы примерно в 1,4 раза.

Фото №7 - Опыт: огнем и железом

3. Игры с огнем

Эксперименты с открытым пламенем всегда сопряжены с определенным риском. Помните о безопасности, зажигайте губку, положив ее на негорючую поверхность. Уберите подальше легковоспламеняющиеся предметы. Наденьте защитные очки. Не прикасайтесь к губке, пока она не остынет. Наполните большую кружку водой и поставьте поблизости на всякий пожарный случай. Детям необходимо проводить опыт только вместе со взрослыми!

Горение наоборот

Из-за окисления кислородом основные залежи железных руд накапливаются именно в виде оксида Fe2O3. Из него и получают нужный в хозяйстве металл, причем этот производственный процесс противоположен сгоранию во время проведенного нами кухонного эксперимента. Загруженный в доменную печь уголь горит, раскаляется и окисляется, отнимая кислород у молекул Fe2O3. Образующийся в результате углекислый газ улетучивается, оставляя восстановленное железо с примесью углерода — чугун.

Фото: SPL (X3) / LEGION-MEDIA, ISTOCK (X4)

Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 5, май 2020