Diòxid de carboni (CO2) és incolor i inodor, de manera que no es pot detectar per observació directa. Heu de recollir una mostra d’aire (o una mostra de CO2), realitza una de les proves senzilles per identificar la presència del gas. Podeu bufar el gas com a bombolles a través de l’aigua de calç o mantenir alguna cosa encesa per veure si el foc s’extingeix per la presència de CO2.
Pas
Mètode 1 de 3: Preparació de la mostra
Pas 1. Recolliu mostres de CO2.
Per començar la prova, necessitareu un tub d’assaig segellat que contingui el gas recollit. El diòxid de carboni es pot posar en una bombona de gas, un tub d'ebullició o un altre recipient hermètic. El procés de recollida de diòxid de carboni gasós es realitza generalment sobre l’aigua d’un vas de precipitats. Gas CO2 més dens que l'aire. Per tant, podeu recollir-los utilitzant les seves propietats que flueixen cap avall o amb una xeringa de gas.
Pas 2. Barrejar carbonat càlcic amb àcid clorhídric (HCl)
La forma més senzilla de recollir diòxid de carboni és fer reaccionar el carbonat càlcic (o encenalls de pedra calcària) amb àcid clorhídric. Primer, aboqueu 20 ml d’HCl en un matràs cònic. Afegiu una cullerada de carbonat càlcic (o estelles de pedra calcària) a l’HCl. Un cop comenci a produir-se la reacció química, tapeu el matràs cònic amb el tap i el tub d’administració, recollint el gas a través del tub d’administració en un tub d’assaig invertit (i submergit en un bol d’aigua). Si l’aigua del tub d’assaig s’esgota, el gas s’ha recollit.
- Podeu continuar recollint el gas sempre que es produeixi la reacció.
- Per a demostracions a l'aula, només necessitareu una petita quantitat d'àcid clorhídric, diluït a 1 M. És millor una concentració de 2 M, però només s'ha d'utilitzar amb molta precaució. L’equació de reacció és: CaCO3(s) + 2HCl (aq) ==> CaCl2(aq) + H2O (l) + CO2(g).
- Cal tenir molta precaució quan es treballa amb àcid clorhídric: portar guants, una bata de laboratori i ulleres de protecció. No deixeu que l’àcid surti a la pell! El millor entorn per realitzar aquesta reacció és si es té accés a un laboratori.
Pas 3. Tanqueu la proveta amb el tap
Col·loqueu el tub a la reixeta per mantenir-lo segur fins que es realitzi la prova. Un tap de tub és un petit tap o tap que permet passar el contingut d’un tub d’assaig a través d’un tub a un altre contenidor a través d’un tub de lliurament. Important per segellar el gas CO2 al contenidor. Si es deixa obert, el gas es barrejarà amb l’aire i es reduirà significativament l’eficàcia de la prova.
Mètode 2 de 3: brollar a través de l’aigua de calç
Pas 1. Feu bombolles de gas a través de l’aigua de calç
La forma més eficaç de provar CO2 és mitjançant la bombolla del gas a través de "aigua de calç", una solució diluïda d'hidròxid de calci (cal morta). Quan bufeu diòxid de carboni a la solució, forma un precipitat sòlid de carbonat de calci: calç o calcària. El carbonat càlcic és insoluble en aigua. Per tant, si hi ha CO2 a la mostra, l'aigua de calç es tornarà blanca i lletosa.
Pas 2. Feu una solució amb aigua de calç
El procés és simple, es dilueix l’hidròxid de calci amb aigua. Hidròxid de calci (Ca (OH)2) és una pols blanca i incolora que es pot comprar a la majoria de proveïdors de productes químics. L’aigua de calç pura, després de la mescla, és clara i incolora, amb olor lleugerament terrós i sabor amarg, característic de l’hidròxid de calci alcalí. Seguiu aquests passos per fer la vostra pròpia aigua de calç:
- Col·loqueu 1 culleradeta d’hidròxid de calci en un pot de vidre transparent d’un galó (o més petit). L’aigua de calç és una solució saturada, és a dir, hi ha alguns productes químics addicionals que són insolubles. Una culleradeta us proporcionarà una solució totalment saturada, tant si utilitzeu un galó com un recipient més petit.
- Ompliu el galó amb aigua destil·lada o de l’aixeta. L’aigua destil·lada sempre produirà una solució més pura, però els minerals de l’aigua de l’aixeta no haurien de dificultar la prova.
- Poseu la tapa al pot. Agiteu la solució vigorosament durant 1-2 minuts i deixeu-la durant 24 hores.
- Aboqueu la solució més clara a la part superior del pot a través del cafè o del paper filtre net. Tingueu molta cura de no molestar el sediment. Si cal, repetiu el pas de filtratge fins obtenir una solució clara d’aigua de calç. Guardeu-lo en un pot o ampolla nets.
Pas 3. Bufeu el gas a través de l'aigua de calç
Ompliu la meitat d’una proveta amb aigua de calç i porteu-la a ebullició. Utilitzeu el tub de lliurament per lliurar la mostra de CO2 en una proveta directament en aigua bullent de calç. Podeu utilitzar una mànega flexible o una mànega (metàl·lica) com a tub de distribució, si res més és millor. Deixeu que el gas atrapat "bombolli" pel líquid i espereu que tingui lloc la reacció.
Si no voleu bullir res, utilitzeu una xeringa de gas per alliberar el gas de CO2 directament a una proveta mig plena d’aigua de calç. Connecteu la proveta i, a continuació, sacsegeu-la vigorosament durant 1-2 minuts. Si la mostra conté diòxid de carboni, la solució es tornarà tèrbola.
Pas 4. Fixeu-vos si l'aigua està ennuvolada
Si hi ha CO2, l’aigua de calç es tornarà blanca ennuvolada amb partícules de carbonat càlcic. Si l'aigua de calç bull i el gas es condueix directament a l'aigua de calç, la reacció tindrà lloc immediatament. Si no passa res al cap d’un minut més o menys, es pot suposar que la mostra no conté diòxid de carboni.
Pas 5. Conegueu la reacció química
Comprendre què passa realment per indicar la presència de CO2. L'equació de reacció per a aquesta prova és: Ca (OH)2 (aq) + CO2 (g) -> CaCO3 (s) + H2O (l). En termes no químics: aigua de calç + gas (que conté CO2) reacciona amb calç sòlida (partícules) i aigua.
Mètode 3 de 3: prova amb una barra encès
Pas 1. Proveu d’utilitzar una mostra per apagar el foc
El diòxid de carboni en concentracions elevades extingirà el foc. Només cal subjectar una petita vareta encesa en una proveta que es creu que conté CO2. Si hi ha gas CO2, aviat s’apagarà la flama. La combustió (l’aparició d’una flama) és una reacció entre l’oxigen i altres substàncies, en forma d’oxidació ràpida de compostos orgànics i reducció de l’oxigen. El foc s’apaga perquè l’oxigen es substitueix per CO2, que és un gas incombustible.
Recordeu que els gasos que no contenen oxigen també apagaran la flama. Per tant, es tracta d’una prova no fiable del diòxid de carboni, ja que us podria portar a identificar incorrectament el gas
Pas 2. Recolliu gas diòxid de carboni en una proveta invertida
Assegureu-vos que la mostra estigui emmagatzemada i tapada correctament abans de provar-la per provar CO2. Assegureu-vos que el tub d’assaig no contingui gasos inflamables ni explosius. En aquest cas, l’exposició al foc pot ser perillosa o, almenys, molt espantosa.
Pas 3. Poseu una flama petita a la proveta
Utilitzeu una fèrula o un petit pal llarg. En cas d’emergència, es poden utilitzar llumins, però com més lluny estigui la mà de la boca de la proveta, més segur serà l’experiment. Si la flama s’apaga ràpidament, pot haver-hi una concentració de CO2 alt a la proveta.
Pas 4. Com a alternativa, proveu d’utilitzar una xeringa de gas per apagar l’espelma
Ompliu la xeringa amb diòxid de carboni. A continuació, utilitzeu una gota de cera fosa per fixar la cera curta a la superfície de la moneda. A continuació, col·loqueu l’espelma i la moneda en una tassa amb una boca ampla i enceneu l’espelma. Completeu la xeringa amb una mànega petita i premeu la xeringa per desplaçar el CO2 al fons de la tassa. Si traieu tota la xeringa en un segon o dos, la flama s’apagarà.
