Hoe om te toets of 'n gas koolstofdioksied is

Inhoud

Trappe
Benodigdhede

Koolstofdioksied (CO₂) is kleurloos en reukloos, so jy kan dit nie deur direkte waarneming opspoor nie. Jy moet `n lugmonster (of `n CO₂ monster) en voer dan een van vele eenvoudige toetse uit om die teenwoordigheid van die gas te bepaal. Jy kan die gas deur kalkhoudende water laat loop, of jy kan `n gloeiende houtspaander in die gas hou om te sien of die teenwoordigheid van CO₂ is geblus.

Trappe

Metode 1 van 3: Berei `n monster voor

1. Versamel `n CO₂ monster. Om jou toets te begin sal jy `n verseëlde proefbuis nodig hê wat gevul is met versamelde gas. Jy kan koolstofdioksied in `n gasbottel, verhitbare proefbuis of ander lugdigte houer opvang. Versameling vind gewoonlik bo water in `n maatbeker plaas. CO₂ gas is digter as lug, so jy kan dit opvang met `aflewering` of `n spuit.

2. Meng kalsiumkarbonaat met soutsuur (HCl). Die maklikste manier om koolstofdioksied op te vang is deur kalsiumkarbonaat (of kalkskyfies) met soutsuur te laat reageer. Gooi eers 20 ml HCl in `n Erlenmeyer-fles. Voeg `n lepel kalsiumkarbonaat (of kalksteenskyfies) by die HCL. Wanneer die reaksie begin, bedek die Erlenmeyer-fles met `n kurkprop en pyp: jy versamel die gas deur die pyp en in `n omgekeerde proefbuis (wat in `n bak water ondergedompel is). As die watervlak in die proefbuis verander, word die gas opgevang.

Jy kan aanhou om die gas te versamel solank die reaksie plaasvind.

Vir klaskamerdemonstrasies benodig jy net `n klein hoeveelheid soutsuur, wat tot 1 M verdun is -- `n konsentrasie van 2 M werk die beste, maar moet met ekstra sorg gebruik word aangesien dit `n sterk suur is. Die vergelyking is: CaCO₃(s) + 2HCl(aq) ==> CaCl₂(aq) + H₂O(l) + CO₂(g).

Wees baie versigtig wanneer jy met soutsuur werk – dra handskoene, `n laboratoriumjas en `n bril, en moenie dat die suur met jou vel in aanraking kom nie! Dit is die beste om hierdie reaksie slegs binne `n laboratoriumomgewing uit te voer.

3. Maak die proefbuis toe met `n prop (die `prop`). Vir veiligheid, sit die proefbuis in `n rek totdat jy die toets gaan uitvoer. Die `prop` is in wese `n klein proppie of doppie wat jou toelaat om die inhoud van die proefbuis via `n gekoppelde pyp elders heen te lei. Dit is belangrik om die CO te verminder₂ sluit gas in die houer af. As jy dit oop laat, sal die gas met die lug meng en jou toets sal baie minder effektief wees.

Metode 2 van 3: Laat die gas deur kalkwater loop

1. Gaan die gas deur die kalkwater. Die mees effektiewe manier om te toets vir CO₂ is deur die gas deur `kalkwater` (`n verdunde oplossing van kalsiumhidroksied (gebluste kalk)). Wanneer jy koolstofdioksied deur die oplossing borrel, vorm dit `n soliede neerslag van kalsiumkarbonaat en kalksteen. Kalsiumkarbonaat is onoplosbaar in water. Dus, as daar CO₂ teenwoordig in die monster, sal die kalkwater melkerig troebel word.

Kalkwater word ook `witwas` of `kalkmelk` genoem. As jy hierdie terme sien, weet jy dat jy met kalkwater te doen het.

2. Maak `n lemmetjieoplossing. Die proses is eenvoudig: verdun kalsiumhidroksied met water. Kalsiumhidroksied (Ca(OH))₂) is `n kleurlose wit poeier wat jy by die meeste apteke kan koop. Suiwer kalkwater, sodra dit gemeng is, is helder en kleurloos, met `n effense aardse reuk en die bitter, alkaliese smaak van kalsiumhidroksied, aangesien die pH-waarde 12,3 is. Volg hierdie stappe om jou eie kalkwater te maak:

Plaas 1 teelepel kalsiumhidroksied in `n skoon 4 liter of kleiner glasbottel. Kalkwater is `n versadigde oplossing, wat beteken dat daar `n ekstra chemikalie sal wees wat nie sal oplos nie. Een teelepel sal `n volledig versadigde oplossing tot gevolg hê, of jy nou `n 4 liter bottel of `n kleiner een neem.

Vul die bottel met gedistilleerde water. Dit is die beste om gedistilleerde water vir hierdie eksperiment te gebruik, aangesien dit jou `n suiwerder oplossing sal gee.

Maak die bottel toe met `n doppie. Skud die oplossing kragtig vir 1-2 minute en laat dit dan vir 24 uur staan.

Gooi die gesuiwerde oplossing van die bokant van die fles deur `n skoon koffiefilter of filtreerpapier. Wees versigtig om nie die sediment te roer nie. Indien nodig, herhaal hierdie filtrasie totdat jy `n helder kalkoplossing kry. Hou dit in `n skoon fles of bottel.

3. Gaan die gas deur die kalkwater. Vul `n proefbuis halfpad met kalkwater – kook dit dan. Gebruik `n pyp om die inhoud van die CO te meet₂ proefbuis direk in die kokende kalkwater. Jy kan `n buigsame buis of `n (metaal) strooi as `n pyp gebruik, as daar niks beter is nie. Laat die versamelde gas deur die vloeistof `borrel` en wag dat die reaksie plaasvind.

As jy dit nie wil kook nie, kan jy ook `n gasspuit gebruik om die CO te verwyder₂ direk in die halfgevulde kalkwaterproefbuis. Dop die proefbuis toe en skud dan kragtig vir 1-2 minute. As daar koolstofdioksied in die monster is, moet die oplossing troebel word.

4. Pasop vir troebel water. Indien CO₂ teenwoordig, sal die kalkwater melkwit word van die kalsiumkarbonaatdeeltjies, aangesien die kalsiumkarbonaatoplossing onoplosbaar is en uit die oplossing sal presipiteer. As die kalkwater kook en die gas word direk in die kalkwater ingevoer, moet die reaksie dadelik begin. As niks na ongeveer `n minuut gebeur nie, kan jy veilig aanvaar dat daar geen koolstofdioksied in jou monster is nie.

5. Leer die chemiese reaksie. Verstaan wat presies gebeur om die teenwoordigheid van CO op te spoor₂ om aan te dui. Die vergelyking vir die toets is: Ca(OH)₂ (aq) + CO₂ (g) ==> CaCO₃ (s) + H₂O (l). In gewone taal: vloeibare kalkwater + gas (dat CO₂ bevat) reageer met kalk (die deeltjies) en water.

As jy die CO₂ deur die kalkwater vir `n langer tydperk, sal die water uiteindelik helder word. Dit is as gevolg van `n chemiese reaksie! Hier is hierdie reaksie:

CO₂ + huh₂O ==> huh₂CO₃ (koolstofdioksied + water = koolstofdioksied)

huh₂CO₃ + CaCO₃ ==> Ca(HCO₃)₂(koolsuur + kalsiumkarbonaat = kalsiumwaterstofkarbonaat)

Kalsiumwaterstofkarbonaat is oplosbaar in water, wat jou oplossing helder maak!

Metode 3 van 3: Toets met `n gloeiende houtspaander

1. Kyk of die gas brand blus. Koolstofdioksied in hoë konsentrasies, blus brande. Al wat jy hoef te doen is om `n klein brandende vlam in `n proefbuis te hou wat jy vermoed CO bevat₂ bevat. Indien die gas teenwoordig is, moet die vlam onmiddellik geblus word. Ontsteking (die skep van `n vlam) is die reaksie van suurstof met `n ander stof; dit is `n vinnige oksidasie van die organiese verbinding en `n afname van die suurstof. Die vuur gaan dood omdat die suurstof deur die CO vervang word₂, wat nie `n brandbare gas is nie.

Neem asseblief kennis dat enige suurstofvrye gas ook `n vlam op hierdie manier sal blus. Dit is dus `n onbetroubare toets vir koolstofdioksied, en kan lei tot verkeerde identifikasie van die gas.

2. Versamel die gas in `n omgekeerde proefbuis. Maak seker dat die monster behoorlik gestoor en verseël is voordat jy probeer om vir CO te toets₂. Wees redelik seker dat die proefbuis geen vlambare of plofbare gasse bevat nie -- in welke geval vuur as `n toets gevaarlik kan wees, of ten minste baie skrikwekkend.

3. Plaas `n klein vlam in die proefbuis. Gebruik `n troffel of `n lang, dun strook hout. `n Vuurhoutjie of aansteker sal ook voldoende wees, maar hoe verder jou hande van die opening van die proefbuis af is, hoe veiliger sal jou eksperiment wees. As die vlam dadelik uitgaan, is daar waarskynlik `n hoë konsentrasie CO₂ teenwoordig in die proefbuis.

4. Alternatiewelik kan jy ook `n gasspuit gebruik om `n kers te blus. Vul `n spuit met koolstofdioksied. Gebruik dan `n druppel gesmelte was om `n kort kers op die oppervlak van `n muntstuk aan te wend. Plaas dan die kers en muntstuk in `n wye beker en steek die kers aan. Plaas die buis op die spuit en spuit die CO in₂ tot onder in die beker. As jy die hele inhoud van die spuit binne `n sekonde of twee uitstoot, moet die vlam doodgaan.