可燃性气体不支持燃烧实验设计与验证 口 吴凤兮 熊言林 马珊珊 安徽师范大学化学与材料科学学院 ２４１０００ 摘要 可燃性气体（如氢气、甲烷等）都能够燃烧，但不支持燃烧。为扩大学生知识视野，激发学生学习兴趣，培养学生实 验能力，对氢气、甲烷不支持燃烧实验方案进行设计，并进行了实验验证和应用。 关键词 氢气 甲烷不支持燃烧 实验设计 实验思考 可燃性气体，如氢气、甲烷、一氧化碳等，它们 都能够燃烧，但不支持燃烧。对于支持燃烧，学生 知道且能够通过实验验证；但是，对于不支持燃 烧，大多数学生不知道，更不会通过实验设计与验 证。为扩大学生知识视野，激发学生学习兴趣，培 养学生实验能力，笔者对氢气、甲烷不支持燃烧实 验进行了设计，并进行了实验验证，进而应用于教 学中，获得了很好的实验结果和教学效果。 １实验目的 ①知道可燃性气体不支持燃烧。 ②学会设计可燃性气体不支持燃烧实验的 方法。 ③体验化学实验的趣味性、启发性。 ２ 实验原理 点燃的蜡烛，在空气中能安静地燃烧，在可燃 性气体（如氢气、甲烷等）中其火焰却被熄灭，说 明可燃性气体能够燃烧但不支持燃烧。 ３实验用品 ２５０ｍＬ氢气１瓶（用排水集气法收集，集气 瓶盖上毛玻璃片，倒立放置），２５０ｍＬ甲烷１瓶 （用排水集气法收集，集气瓶盖上毛玻璃片，倒立 放置），长蜡烛１支，铁架台（附铁圈）１副，火柴 １盒。 ４ 实验装置 （如图１所示） ５ 实验步骤 ①点燃蜡 烛。 ②将盛有 氢气的集气瓶 倒置在铁架台 的铁圈上，抽 去毛玻璃片， 放稳。 ① ② ①氢气（或甲烷） ②点燃的蜡烛 图１ 不支持燃烧实验装置 ③将点燃的蜡烛慢慢地伸入集气瓶中，再将 其慢慢地拿出来。如此反复数次，观察有何现象 发生。为什么会出现这种现象？ 同理，做甲烷不支持燃烧实验。 ６ 实验现象 氢气、甲烷不支持燃烧的实验现象见表１。 表１氢气、甲烷不支持燃烧的实验现象 可燃性气体 氢气 甲烷 将点燃的蜡烛伸人集气瓶中时，烛焰熄灭，瓶口处有淡 将点燃的蜡烛伸入集气瓶中时，烛焰熄灭，瓶口处有较 蓝色火焰（不明显。如不注意观察，则看不出来）。拿出 大火苗，并喷出瓶壁外，火苗尖处呈淡蓝色。拿出蜡烛， 蜡烛，蜡烛又被点燃，瓶口处仍有淡蓝色火焰。再将点 蜡烛叉被点燃，瓶口处仍有较大火苗，并喷出瓶壁外。 实验现象 燃的蜡烛伸人集气瓶中，出现同样现象。如此反复４—５ 再将点燃的蜡烛伸入集气瓶中，出现同样现象。如此反 次，蜡烛由“点燃一熄灭一再点燃”到最终熄灭时，瓶口 复约５次，蜡烛由“点燃一熄灭一再点燃”到最终熄灭 处也无淡蓝色火焰（氢气已被烧完）。 时，瓶口处和瓶壁外也无较大火苗（甲烷已被烧完）。 ７ 实验评价 本实验用品少，实验操作简单，实验安全、无污 染，实验现象鲜明，富有说服力、启发性和教育价值。 ８ 实验思考 通过化学实验教学，可以发现一些意想不到 的、有思考深度的、富有启发性的实验现象，同时 对学生正确的思维方式和行为方式都有很好的训 练。因此，化学教师应多开展一些有意义的化学 实验。在本实验中，可以引导学生思考以下一些 问题： ・２８。 Ｅｄｕｃａｔｉｏｎａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ａｎｄ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
LEL爆炸下限
1、基本概述：“LEL”是指爆炸下限，它是针对可燃气体的一个技术词语。可燃气体在空气中遇明火种爆炸的最低浓度，称为爆炸下限—简称"LEL"。英文：Lower Explosion Limited。
空气中可燃气体浓度达到其爆炸下限值时，我们称这个场所可燃气环境爆炸危险度为百分之百，即100％LEL。如果可燃气体含量只达到其爆炸下限的百分之十，我们称这个场所此时的可燃气环境爆炸危险度为10％LEL；对环境空气中可燃气的监测，常常直接给出可燃气环境危险度，即该可燃气在空气中的含量与其爆炸下限的百分比来表示：[％LEL]；所以，这种监测有时也被称作“测爆”，所用的监测仪器也称“测爆仪”。具体指标如下：
若使用测爆仪时，被测对象的可燃气体浓度≤ 爆炸下限 20 % (体积比，下同)；
若使用其他化学分析手段时，当被测气体或蒸气的爆炸下限≥10％时，其浓度应小于1％；当爆炸下限小于10％、≥4％时，其浓度应小于0.5％；当爆炸下限小于4％、≥1％时，其浓度应小于0.2％。若有两种以上的混合可燃气体，应以爆炸下限低者为准。
2、气体检测仪的检测范围：可燃气体在空气中遇明火种爆炸的最高浓度，称为爆炸上限—简称“UEL”。英文：Upper Explosion Limited。 爆炸下限LEL是可燃气体报警器和可燃气体检测仪的一个重要指标。如果环境中的可燃气体处于爆炸 下限和爆炸上限之间，并有以下三个条件成立，就会发生爆炸。1 可燃物（燃气）；2 助燃物（氧气）；3 点火源（温度）。报警浓度一般设定在爆炸下限的“25%LEL”以下。固定式可燃气体检测仪的通常设有两个报警点（具体值与报警主机的型号有关）：“10%LEL”为一级报警，“25%LEL”为二级报警。 便携式可燃气体检测仪的通常设有一个报警点：“25%LEL”为报警点。那这里的“10%LEL”和“25%LEL”到底是什么意思呢？
第 1 页 共 7 页 可燃性气体和氧气含量检测管理规定
第一章 总则
第一条 为了规范和管理燃气、可燃性气体和氧气含量检测工作，确保生产和生活场所的安全，保护人身和财产安全，制定本规定。
第二条 本规定适用于生产、生活场所以及其他可能存在可燃性气体和氧气泄漏的场所，适用于燃气、可燃性气体和氧气检测工作。
第三条 可燃性气体和氧气检测是以汽油、氢气、液化石油气、天然气等可燃性气体和氧气为对象，通过检测仪器和设备，检测环境中的气体浓度，以及燃气、可燃性气体和氧气泄漏情况。
第四条 可燃性气体和氧气检测工作应具有法定责任，按照预防为主、综合治理的原则，依法进行，严禁违法操作和违法检测。
第五条 可燃性气体和氧气检测工作应根据不同的场所和环境进行，实施分类管理、区域管理、集中管理。
第六条 可燃性气体和氧气检测工作应与安全生产管理、环境保护管理相衔接，建立健全信息共享机制和协作机制。
第七条 建立健全可燃性气体和氧气检测的监管机构和检测机构，确保检测数据的准确性和可信度。
第八条 可燃性气体和氧气检测工作应注重技术研究和创新，提高检测仪器和设备的性能和准确度。
第二章 现场检测管理
第九条 可燃性气体和氧气检测工作应由专业人员进行，持有相关的检测证书和资质。 第 2 页 共 7 页 第十条 可燃性气体和氧气检测工作应全面、细致、准确、及时进行，检测尽量覆盖到每一个可能存在泄漏和积聚气体的位置。
第十一条 可燃性气体和氧气检测工作应定期进行，检测周期根据不同的场所和环境确定。
第十二条 建立现场检测记录，记录每次检测的时间、地点、检测人员、检测结果等信息，并妥善保存。
第十三条 现场检测应注重对环境的检测，及时发现并消除异味、可燃气体和氧气泄漏的隐患。
第十四条 现场检测应根据检测结果，采取相应的措施，确保环境中的可燃气体和氧气含量达到安全标准。
第十五条 现场检测应配备相应的检测仪器和设备，确保检测结果的准确性和可靠性。
可燃有毒气体报警器检测标准
一、报警器精度
报警器应具有高精度的气体检测能力，能够准确检测可燃有毒气体的浓度，并将其转换为可读的电信号输出。精度应符合国家相关标准，一般要求误差在±5%以内。
二、响应时间
报警器的响应时间应快，以便在可燃有毒气体泄漏时能够及时发出报警。通常，响应时间应小于15秒。
三、重复性
报警器应具有良好的重复性，能够稳定地检测可燃有毒气体的浓度。重复性应符合国家相关标准，一般要求误差在±10%以内。
四、稳定性
报警器应具有较高的稳定性，能够在不同环境条件下稳定工作。在温度、湿度、压力等变化较大的环境中，报警器应能够正常工作，并保持稳定的检测精度。
五、抗干扰能力
报警器应具有较强的抗干扰能力，能够抵抗电磁干扰、电源波动等外部干扰，确保稳定可靠的工作。
六、报警设定值
报警器应具有多个报警设定值，可根据不同的气体种类和风险等级进行设定。报警设定值应可调，并能够在报警器上显示实时浓度值和报警状态。 七、防爆性能
对于易爆、有毒或有害的气体，报警器应具有防爆性能，能够保证在危险场所安全可靠地工作。防爆性能应符合国家相关标准，如Exd II CT6等。
八、传感器寿命及更换周期
报警器的传感器寿命应长，并具有较长的更换周期。在使用寿命内，传感器应能够保持稳定的检测性能。同时，应提供易于更换传感器的设计，以便用户在必要时进行更换。
九、防护等级
报警器应具有一定的防护等级，能够适应不同的使用环境。防护等级应符合国家相关标准，一般要求达到IP65以上。
十、安装位置及环境要求
报警器的安装位置应便于操作和维护，同时应满足使用环境的要求。例如，应避免安装在潮湿、多尘、高温、强磁等环境中，以免影响报警器的正常工作。
十一、电源及功耗
报警器应使用稳定可靠的电源，以保证长时间稳定工作。同时，报警器的功耗应较低，以减少能源消耗和运营成本。
十二、通信接口及协议
报警器应具有通信接口，以便将检测数据传输到主控制系统或远程监控中心。通信接口和协议应符合相关标准，以便与不同系统兼容。
