蜡烛中的碳

制造蜡烛的主要原料是石蜡，有没有简单的办法验证其中的碳元素？

制造蜡烛的主要原料是石蜡，石蜡不是单一的化学成分，是几种高级烷烃的混合物，主要是正二十二烷和正二十八烷，碳元素含量高达85%，当空气供给量不足或者火焰温度下降时，蜡烛很容易燃烧不充分析出碳单质，再被热空气扩散成为碳粉形式。

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实验素材

• 蜡烛
• 碟子（陶瓷、不锈钢均可）

实验步骤

1. 点燃蜡烛
2. 观察蜡烛火焰分为蓝色的外焰和黄色的中焰
3. 用碟子的底部缓慢逼近蜡烛火焰最亮的部分（小心，碟子会变得很烫）
4. 观察碟子的底部的积碳

实验原理

蜡烛的火焰从下往上由几部分组成：

• 烛芯两侧的蓝色（外焰）：氧气充足，熔化的蜡充分燃烧，温度最高
• 烛芯顶端的棕红色内火焰（焰心）：氧气不足，蜡发生炭化，产生炭粒
• 上方发光（内焰）：氧气适量，炭化仍存在，产生炭粒，如果这个部位不能维持一定高的温度（1100°C），炭粒就不能燃烧而积存下来。

当碟子底部靠近焰心时，既减少了外部的氧气供给，又降低了火焰的温度，使许多炭粒不能得到燃烧而附着在碟子底部。

原理解释

蜡烛是多种高级烷烃的混合物，碳氢比不确定，用 $C_x H_y$ 表示，完全燃烧的反应式为

$$C_x H_y + O_2（充足） \to CO_2 + H_2O$$

高级烷烃含碳量高达85%，当供给的氧气不足时，容易发生不完全燃烧而生成一氧化碳，反应式为

$$C_x H_y + O_2 （不足）\to CO + H_2O$$

如果氧气进一步不足，则析出碳单质，就是积炭。

$$C_x H_y + O_2（不足） \to C + H_2O$$

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