Dwutlenek węgla (CO2) jest bezbarwny i bezwonny, więc nie można go wykryć przez bezpośrednią obserwację. Musisz pobrać próbkę powietrza (lub próbkę CO.)2), a następnie wykonuje jeden z kilku prostych testów w celu wykrycia obecności gazu. Możesz wydmuchać gaz w postaci bąbelków przez wodę wapienną lub przytrzymać coś zapalonego, aby zobaczyć, czy ogień ugaszony przez obecność CO2.
Krok
Metoda 1 z 3: Przygotowanie próbki
Krok 1. Zbierz próbki CO.2.
Aby rozpocząć test, będziesz potrzebować szczelnej probówki zawierającej zebrany gaz. Dwutlenek węgla można umieścić w butli gazowej, rurce do gotowania lub innym hermetycznym pojemniku. Proces zbierania gazowego dwutlenku węgla odbywa się zwykle na wodzie w zlewce. CO. gaz2 gęstszy niż powietrze. Możesz więc je zbierać, korzystając z ich właściwości opadania w dół lub za pomocą strzykawki gazowej.
Krok 2. Wymieszaj węglan wapnia z kwasem solnym (HCl)
Najprostszym sposobem zbierania dwutlenku węgla jest reakcja węglanu wapnia (lub wiórów wapiennych) z kwasem solnym. Najpierw wlej 20 ml HCl do kolby stożkowej. Dodaj łyżkę węglanu wapnia (lub wiórków wapiennych) do HCl. Gdy reakcja chemiczna zacznie zachodzić, zakryj kolbę stożkową korkiem i rurką doprowadzającą, zbierając gaz przez rurkę doprowadzającą do odwróconej probówki (i zanurzonej w misce z wodą). Jeśli woda w probówce zostanie zużyta, oznacza to, że gaz się zebrał.
- Możesz kontynuować zbieranie gazu tak długo, jak zachodzi reakcja.
- Do pokazów w klasie wystarczy niewielka ilość kwasu chlorowodorowego rozcieńczonego do 1 M. Najlepsze jest stężenie 2 M, ale należy go stosować z najwyższą ostrożnością. Równanie reakcji to: CaCO3(s) + 2HCl(aq) ==> CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g).
- Podczas pracy z kwasem solnym trzeba być bardzo ostrożnym – nosić rękawiczki, fartuch laboratoryjny i okulary ochronne. Nie pozwól, aby kwas dostał się na Twoją skórę! Najlepszym środowiskiem do przeprowadzenia tej reakcji jest dostęp do laboratorium.
Krok 3. Zamknąć probówkę korkiem
Umieść probówkę na statywie, aby była zabezpieczona do czasu wykonania testu. Korek do probówki to mały korek lub zatyczka, który umożliwia przepuszczenie zawartości probówki przez probówkę do innego pojemnika za pomocą probówki do podawania. Ważny do uszczelniania gazu CO.2 w pojemniku. Pozostawiony otwarty gaz zmiesza się z powietrzem, a skuteczność testu zostanie znacznie zmniejszona.
Metoda 2 z 3: Bąbelkowanie w wodzie wapiennej
Krok 1. Bąbelkowanie gazu przez wodę wapienną
Najskuteczniejszy sposób testowania CO2 polega na przepuszczaniu gazu przez „wodę wapienną”, rozcieńczony roztwór wodorotlenku wapnia (wapno martwe). Gdy wdmuchujesz dwutlenek węgla do roztworu, tworzy on stały osad węglanu wapnia – wapna lub wapienia. Węglan wapnia jest nierozpuszczalny w wodzie. Tak więc, jeśli jest CO2 w próbce woda wapienna stanie się mleczna, mętnobiała.
Krok 2. Przygotuj roztwór wody wapiennej
Proces jest prosty, rozcieńczyć wodorotlenek wapnia wodą. Wodorotlenek wapnia (Ca(OH)2) to biały, bezbarwny proszek, który można kupić u większości dostawców chemikaliów. Czysta woda wapienna po zmieszaniu ma klarowną i bezbarwną, lekko ziemisty zapach i gorzki smak, charakterystyczny dla alkalicznego wodorotlenku wapnia. Wykonaj następujące kroki, aby zrobić własną wodę wapienną:
- Umieść 1 łyżeczkę wodorotlenku wapnia w jednolitrowym (lub mniejszym) przezroczystym szklanym słoiku. Woda wapienna jest roztworem nasyconym, co oznacza, że istnieją dodatkowe chemikalia, które są nierozpuszczalne. Łyżeczka zapewni Ci w pełni nasycony roztwór, niezależnie od tego, czy używasz galona, czy mniejszego pojemnika.
- Napełnij galon wodą destylowaną lub z kranu. Woda destylowana zawsze wytworzy czystszy roztwór, ale minerały w wodzie z kranu nie powinny utrudniać testu.
- Załóż pokrywkę na słoik. Energicznie wstrząsnąć roztworem przez 1-2 minuty, a następnie pozostawić na 24 godziny.
- Przelej klarowniejszy roztwór na górze słoika przez kawę lub czystą bibułę filtracyjną. Uważaj, aby nie naruszyć osadu. W razie potrzeby powtórz etap filtrowania, aż uzyskasz klarowny roztwór wody wapiennej. Przechowywać w czystym słoiku lub butelce.
Krok 3. Przedmuchaj gaz przez wodę wapienną
Napełnij probówkę do połowy wodą wapienną, a następnie zagotuj. Użyj rurki doprowadzającej, aby dostarczyć próbkę CO.2 w probówce bezpośrednio do wrzącej wody wapiennej. Możesz użyć elastycznej rury lub (metalowego) węża jako rurki doprowadzającej, jeśli nic innego nie jest lepsze. Pozwól uwięzionemu gazowi "przebulgotać" przez ciecz i poczekaj na zajście reakcji.
Jeśli nie chcesz niczego gotować, użyj strzykawki z gazem, aby uwolnić CO2 bezpośrednio do probówki wypełnionej do połowy wodą wapienną. Zatkać probówkę, a następnie energicznie wstrząsać przez 1-2 minuty. Jeśli próbka zawiera dwutlenek węgla, roztwór stanie się mętny.
Krok 4. Zwróć uwagę, czy woda jest mętna
Jeśli jest CO2, woda wapienna stanie się mętnie biała z dodatkiem węglanu wapnia w postaci cząstek. Jeśli woda wapienna się zagotuje, a gaz zostanie doprowadzony bezpośrednio do wody wapiennej, reakcja nastąpi natychmiast. Jeśli po minucie nic się nie dzieje, można założyć, że próbka nie zawiera dwutlenku węgla.
Krok 5. Poznaj reakcję chemiczną
Dowiedz się, co tak naprawdę wskazuje na obecność CO2. Równanie reakcji dla tego testu to: Ca(OH)2 (aq) + CO2 (g) -> CaCO3 (s) + H2O(l). W kategoriach niechemicznych: woda wapienna + gaz (zawierający CO2) reaguje ze stałym wapnem (cząstkami) i wodą.
Metoda 3 z 3: Testuj za pomocą świecącego paska
Krok 1. Spróbuj użyć próbki, aby wyłączyć ogień
Dwutlenek węgla w wysokich stężeniach gasi pożar. Wystarczy trzymać małą zapaloną pałkę w probówce, która prawdopodobnie zawiera CO2. Jeśli jest gaz CO.2, płomień wkrótce zgaśnie. Spalanie (wystąpienie płomienia) to reakcja między tlenem a innymi substancjami, polegająca na szybkim utlenianiu związków organicznych i redukcji tlenu. Ogień gaśnie, ponieważ tlen jest zastępowany przez CO2, który jest gazem niepalnym.
Pamiętaj, że gazy niezawierające tlenu również gaszą płomień. Dlatego jest to niewiarygodny test na dwutlenek węgla, ponieważ może prowadzić do nieprawidłowej identyfikacji gazu
Krok 2. Zbierz gazowy dwutlenek węgla w odwróconej probówce
Upewnij się, że próbka jest odpowiednio przechowywana i zakorkowana przed przystąpieniem do testowania CO2. Upewnij się, że probówka nie zawiera gazów palnych lub wybuchowych. W takim przypadku narażenie na ogień może być niebezpieczne, a przynajmniej bardzo przerażające.
Krok 3. Włóż do probówki mały płomień
Użyj szyny lub małego długiego kija. W nagłych wypadkach można użyć zapałek – ale im dalej ręka od ujścia probówki, tym bezpieczniejszy będzie eksperyment. Jeśli płomień szybko zgaśnie, może wystąpić stężenie CO2 wysoko w probówce.
Krok 4. Alternatywnie spróbuj użyć strzykawki gazowej, aby zgasić świecę
Napełnij strzykawkę dwutlenkiem węgla. Następnie za pomocą kropli roztopionego wosku przymocuj krótki wosk do powierzchni monety. Następnie włóż świecę i monetę do kubka z szerokimi ustami – i zapal świecę. Wypełnij strzykawkę małym wężem i naciśnij strzykawkę, aby wyprzeć CO2 do dna kubka. Jeśli usuniesz całą strzykawkę w ciągu sekundy lub dwóch, płomień zgaśnie.
