Почему не взрывается планета Уран, если там так много водорода и метана?
Планета Уран действительно содержит значительное количество водорода и метана — легковоспламеняющихся газов. Однако для сжигания метана или водорода требуется кислород. Проще говоря, на планете Уран нет свободного кислорода.
На Земле мы настолько погружены в кислород, что склонны принимать его как должное.
Многие химические реакции, требующие кислорода, происходят на Земле автоматически: металлы ржавеют, случаются пожары, горят свечи. Может возникнуть искушение игнорировать роль кислорода в химической реакции, поскольку кажется, что он присутствует всегда.
Но кислород присутствует не всегда. Если положить металл в банку, содержащую только аргон, он не заржавеет. Если поставить зажженную свечу в банку без кислорода, ее пламя погаснет.
Есть простая демонстрация, которую вы можете провести дома, чтобы убедиться в этом факте. Возьмите миску и наполните ее примерно на четверть пищевой содой и уксусом. Пищевая сода вступает в реакцию с уксусом, выделяя углекислый газ, который заполняет чашу и вытесняет кислород. Если вы будете осторожны, чтобы не потревожить миску, то углекислый газ останется в миске и не позволит проникнуть кислороду, поскольку углекислый газ тяжелее кислорода.
Теперь зажгите спичку и медленно поднесите ее к чаше. В тот момент, когда спичка коснется невидимого обедненного кислородом кармана углекислого газа в чаше, она тут же погаснет. Эта простая демонстрация делает очевидной роль кислорода в горении.
Метан является основным компонентом природного газа, который используется в качестве топлива во многих бытовых печах и духовках. Утечки бытового газа так опасны, потому что метан очень взрывоопасен.
Однако для сжигания метана требуется кислород. Следовательно, метан взрывоопасен и легко воспламеняется только до тех пор, пока присутствует кислород или какой-либо другой окислитель. Метан состоит из четырех атомов водорода, симметрично связанных с центральным атомом углерода. Когда он горит с кислородом, он производит в основном углекислый газ и воду по формуле:
CH 4 + 2 O 2 → CO 2 + 2 H 2 O + энергия
Водород — простейший химический элемент, содержащий всего один протон и один электрон.
В стандартных условиях два атома водорода связываются друг с другом, образуя молекулу водорода H 2 . В присутствии кислорода водород легко воспламеняется, сгорая с образованием молекул воды по формуле:
2 H 2 + O 2 → 2 H 2 O + энергия
Атмосфера планеты Уран состоит в основном из водорода, гелия и метана. Интересно, что именно метан в атмосфере придает Урану характерный синий цвет. Поскольку на Уране фактически отсутствует свободный кислород, водород и метан в атмосфере не горят и не взрываются.