Vizsgáljuk meg, hogy vajon ugyanaz a reakció mindig egyforma hevességgel zajlik-e le!

Állítsunk egy vízzel teli üvegkádba öt, vízzel megtöltött üvegcsövet. A kémcsövek gyors kiemelésével és visszaengedésével engedjünk beléjük különböző térfogatú levegőt.

Állítsunk elő hidrogéngázt a korábban megismert módon.

Vezessünk hidrogéngázt az üvegkádban elhelyezett kémcsövekbe! Ügyeljünk arra, hogy mindegyikbe csak annyi hidrogén kerüljön, amennyi vizet kiszorít (lehetőleg egy buborék se távozzon a kémcsövekből). Így elérjük, hogy különböző (hidrogén : levegő) térfogatarányú gázelegyeket kapjunk.

Ezután sorban egymás után, szájukat ujjunkkal befogva vegyük ki a kémcsöveket. Tartsuk – a szokott módon – Bunsen-égő lángjához.

Figyeljük meg mi történik.

Kémcsövek megtöltése különböző térfogatú levegővel

Ismételjük meg a kísérletet úgy, hogy a kémcsövekbe levegő helyett tiszta oxigéngázt vezetünk. Ebben az esetben legyen a következő a (hidrogén : oxigén) térfogatarány: 1 : 1, 2 : 1, 3 : 1, 4 : 1, illetve 5 : 1.

A durranógáz-próbánál egyes kémcsövek szájánál meggyullad a gáz, másoknál gyengébb vagy erősebb pukkanás hallható. Ha helyesen végezzük el a kísérletet, akkor a legerősebb pukkanást az első kísérletnél az 1 : 2 és az 1 : 3 térfogatarányú hidrogén-levegő elegynél, a második esetben viszont a 2 : 1 hidrogén-oxigén elegynél lehet hallani.

A vízbontásnál a hidrogén és oxigén 2 : 1 térfogatarányban fejlődik. A hidrogén és az oxigén egyesülése ugyanilyen térfogatarányban megy végbe.

A többi esetben:

• kevesebb anyag reagál, hiszen ugyanakkora kémcsőben marad felesleges anyag is,
• az exoterm reakció során felszabaduló energia egy részét a feleslegben lévő komponens elnyeli, ezzel tompítja a reakció hevességét.

A levegőnek 21 térfogat %-a, vagyis körülbelül 1/5-e oxigén.

A 2 térfogatnyi hidrogénhez szükséges 1 térfogatnyi oxigéngáz így 5 térfogatnyi levegőben található meg, vagyis az optimális robbantási hidrogén–levegő arány itt 2 : 5 = 1 : 2,5. Ezért hallottuk a legerősebb pukkanást a 3 : 1 és a 2 : 1 arány esetén. A kémcsövekhidrogéntartalma azonban itt eleve sokkal kisebb volt (a levegő reakcióra nem képes nitrogéntartalma miatt), ezért még ez a pukkanás is jóval gyengébb volt, mint az oxigén-hidrogén elegy esetén.

Hasonló robbanást más gázok reakcióinál is tapasztalunk. Például a hidrogén- és a klórgáz is igen heves reakcióban egyesül hidrogén-kloriddá:
hidrogén + klór --------> hidrogén-klorid.
A legerősebb robbanást azonban itt az 1 : 1 térfogatarányú hidrogén-klór gázelegy esetén észleljük.

Az ilyen robbanékony gázokat durranógázoknak nevezzük. Hagyományosan durranógáznak a hidrogén-oxigén elegyet, a hidrogén-klór elegyet pedig klórdurranógáznak.

Durranógázok

A durranógázok viselkedésének ismerete egy lépést jelent a kémiai reakciók megértése felé. Úgy tűnik, hogy az anyagok egymással nem akármilyen arányban egyesülnek. Ezek szerint a gázreakciók meghatározott térfogatarányban mennek végbe maradék nélkül. Az is kiderül majd, hogy a jellemző térfogataránynál sokkal fontosabb a meghatározott tömegarány. Ez a törvényszerűség ugyanis nemcsak a gázokra, hanem más halmazállapotban reagáló anyagokra is érvényes.

A durranógáz ismeretének gyakorlati haszna is van. Amikor laboratóriumban hidrogént fejlesztünk, akkor a készülékből kezdetben az eredetileg benne lévő levegő és hidrogéngáz keveréke áramlik ki. Ha ekkor gyújtanánk meg a gázfejlesztőből kiáramló gázt, az égés nagy sebességgel átterjedne az üvegeszköz légterébe és szétvetné azt. A szétrobbanó üveg szilánkjai és a szétfröccsenő sósav súlyos bőr- és szemsérüléseket okozhatnának. Ennek megelőzésére kell elvégezni az ún. durranógáz-próbát. A gázfejlesztő készülékből kiáramló gázt kémcsőben fogjuk fel, és ezt a kis gázmintát visszük a nyílt lánghoz. A készülékből kiáramló gázt mindaddig nem szabad meggyújtani, amíg a kis gázminta a láng hatására sivító hang vagy csattanás kíséretében ég el. A tiszta hidrogén esetén a gáz a kémcső szájánál gyullad meg és hangjelenség alig észlelhető.