Ugljični dioksid (CO2) je bez boje i mirisa pa ga ne možete otkriti izravnim promatranjem. Morate prikupiti uzorak zraka (ili uzorak CO2), zatim izvodi jedan od nekoliko jednostavnih testova za utvrđivanje prisutnosti plina. Možete ispuhati plin kao mjehuriće kroz vapnenačku vodu ili držati nešto upaljeno da vidite je li vatra ugašena prisutnošću CO2.
Korak
Metoda 1 od 3: Priprema uzorka
Korak 1. Prikupite uzorke CO2.
Za početak ispitivanja trebat će vam zatvorena epruveta koja sadrži prikupljeni plin. Ugljični dioksid može se staviti u plinsku bocu, cijev za vrenje ili drugu hermetički zatvorenu posudu. Postupak prikupljanja plina ugljičnog dioksida obično se provodi na vodi u čaši. CO plin2 gušće od zraka. Tako ih možete sakupiti pomoću svojstava koja teku prema dolje ili pomoću plinske štrcaljke.
Korak 2. Pomiješajte kalcijev karbonat sa klorovodičnom kiselinom (HCl)
Najjednostavniji način prikupljanja ugljičnog dioksida je reagiranje kalcijevog karbonata (ili vapnenačkih čipsa) s klorovodičnom kiselinom. Prvo ulijte 20 ml HCl u čunjastu tikvicu. U HCl dodajte žlicu kalcijevog karbonata (ili vapnenačke sječke). Kad se počne događati kemijska reakcija, pokrijte čunjastu tikvicu čepom i dovodnom cijevi, skupljajući plin kroz dovodnu cijev u obrnutu epruvetu (i uronjenu u zdjelu vode). Ako se voda u epruveti potroši, tada se skupio plin.
- Možete nastaviti prikupljati plin sve dok se reakcija dogodi.
- Za demonstracije u učionici trebat će vam samo mala količina klorovodične kiseline, razrijeđena na 1 M. Najbolja je koncentracija od 2 M, no treba je koristiti samo s izuzetnim oprezom. Jednadžba reakcije je: CaCO3(s) + 2HCl (aq) ==> CaCl2(aq) + H2O (l) + CO2(g).
- Morate biti vrlo oprezni pri radu sa klorovodičnom kiselinom - nosite rukavice, laboratorijski mantil i zaštitne naočale. Ne dopustite da kiselina dođe na vašu kožu! Najbolje okruženje za izvođenje ove reakcije je ako imate pristup laboratoriju.
Korak 3. Zatvorite epruvetu čepom
Stavite cijev na stalak kako biste je držali sigurnu dok se test ne izvede. Čep za cijevi je mali čep ili čep koji vam omogućuje da prenesete sadržaj epruvete kroz cijev u drugu posudu putem cijevi za isporuku. Važno za brtvljenje CO. Plina2 u kontejneru. Ako se ostavi otvoren, plin će se pomiješati sa zrakom i učinkovitost testa će se značajno smanjiti.
Metoda 2 od 3: Mjehurići kroz vapnenu vodu
Korak 1. Propuhajte plin kroz vapnenačku vodu
Najučinkovitiji način ispitivanja CO2 je mjehurićanjem plina kroz "vapnenu vodu", razrijeđenu otopinu kalcijevog hidroksida (mrtvo vapno). Upuhavanjem ugljičnog dioksida u otopinu nastaje čvrsti talog kalcijevog karbonata - vapno ili vapnenac. Kalcijev karbonat je netopiv u vodi. Dakle, ako postoji CO2 u uzorku će vapnena voda postati mliječna, mutno bijela.
Korak 2. Napravite otopinu vapnene vode
Postupak je jednostavan, razrijedite kalcijev hidroksid s vodom. Kalcijev hidroksid (Ca (OH)2) je bijeli, bezbojni prah koji se može kupiti kod većine dobavljača kemikalija. Čista vapnena voda, nakon miješanja, bistra je i bezbojna, blago zemljanog mirisa i gorkog okusa, karakteristična za alkalni kalcijev hidroksid. Slijedite ove korake da sami napravite vapnenu vodu:
- Stavite 1 žličicu kalcijevog hidroksida u prozirnu staklenu posudu od 1 galona (ili manju). Vapnena je voda zasićena otopina, što znači da postoje neke dodatne kemikalije koje su netopljive. Žličica će vam dati potpuno zasićenu otopinu, bez obzira koristite li galon ili manji spremnik.
- Napunite galon destiliranom vodom ili vodom iz slavine. Destilirana voda uvijek će proizvesti čistiju otopinu, ali minerali u vodi iz slavine ne bi trebali ometati ispitivanje.
- Stavite poklopac na staklenku. Otopinu snažno protresite 1-2 minute, a zatim ostavite 24 sata.
- Bistriju otopinu izlijte na vrh staklenke kroz kavu ili čisti filter papir. Budite vrlo oprezni da ne ometate talog. Ako je potrebno, ponavljajte korak filtriranja dok ne dobijete bistru otopinu vapnenačke vode. Čuvati u čistoj staklenci ili boci.
Korak 3. Upuhajte plin kroz vapnenačku vodu
Pola napunite epruvetu vapnenom vodom - a zatim je zagrijte do vrenja. Za isporuku uzorka CO upotrijebite cijev za isporuku2 u epruveti izravno u kipuću vapnenu vodu. Možete koristiti fleksibilnu cijev ili (metalno) crijevo kao cijev za isporuku, ako ništa drugo nije bolje. Dopustite zarobljenom plinu da "proključa" kroz tekućinu i pričekajte da se reakcija dogodi.
Ako ne želite ništa prokuhati, upotrijebite plinsku štrcaljku za ispuštanje CO2 izravno u epruvetu napola napunjenu vapnenom vodom. Uključite epruvetu, a zatim je snažno mućkajte 1-2 minute. Ako uzorak sadrži ugljikov dioksid, otopina će postati mutna.
Korak 4. Uočite je li voda zamućena
Ako postoji CO2, vapnena će voda postati mutno bijela s česticama kalcijevog karbonata. Ako vapnena voda zavrije, a plin se cjevovodom spoji izravno u vapnenu vodu, reakcija će se dogoditi odmah. Ako se ništa ne dogodi nakon otprilike minute, može se pretpostaviti da vaš uzorak ne sadrži ugljični dioksid.
Korak 5. Upoznajte kemijsku reakciju
Shvatite što se doista događa da ukaže na prisutnost CO2. Jednadžba reakcije za ovo ispitivanje je: Ca (OH)2 (aq) + CO2 (g) -> CaCO3 (s) + H2O (l). U kemijskim izrazima: vapnena voda + plin (koji sadrži CO2) reagira s čvrstim vapnom (čestice) i vodom.
Metoda 3 od 3: Test s osvijetljenom šipkom
Korak 1. Pokušajte ugasiti vatru pomoću uzorka
Ugljični dioksid u visokim koncentracijama ugasit će vatru. Potrebno je samo držati malu upaljenu šipku u epruveti za koju se smatra da sadrži CO2. Ako postoji plin CO2, plamen će se uskoro ugasiti. Izgaranje (pojava plamena) je reakcija između kisika i drugih tvari, u obliku brze oksidacije organskih spojeva i redukcije kisika. Vatra se gasi jer se kisik zamjenjuje CO2, koji je nezapaljiv plin.
Zapamtite da će plinovi koji ne sadrže kisik također ugasiti plamen. Stoga je ovo nepouzdan test ugljičnog dioksida jer bi vas mogao dovesti do pogrešne identifikacije plina
Korak 2. Prikupite ugljikov dioksid u obrnutu epruvetu
Prije nego što pokušate provjeriti CO, provjerite je li uzorak pravilno pohranjen i začepljen2. Pazite da epruveta ne sadrži zapaljive ili eksplozivne plinove. U tom slučaju izloženost vatri može biti opasna, ili barem vrlo zastrašujuća.
Korak 3. Stavite mali plamen u epruvetu
Upotrijebite udlagu ili mali dugi štap. U hitnim slučajevima mogu se koristiti šibice - ali što je vaša ruka dalje od ušća epruvete, to će eksperiment biti sigurniji. Ako se plamen brzo ugasi, može doći do koncentracije CO2 visoko u epruveti.
Korak 4. Alternativno, pokušajte ugasiti svijeću pomoću plinske štrcaljke
Napunite štrcaljku ugljikovim dioksidom. Zatim pomoću kapljice rastopljenog voska pričvrstite kratki vosak na površinu novčića. Zatim svijeću i novčić stavite u šalicu sa širokim ustima - i zapalite svijeću. Dopunite štrcaljku malim crijevom i pritisnite štrcaljku za istiskivanje CO2 do dna šalice. Ako uklonite cijelu štrcaljku u roku od sekunde ili dvije, plamen će se ugasiti.
