Kooldioxide (CO2) is kleur- en geurloos, dus je kunt het niet detecteren door directe observatie. U moet een luchtmonster (of een CO.-monster)2), voert vervolgens een van de verschillende eenvoudige tests uit om de aanwezigheid van het gas te identificeren. Je kunt het gas als bubbels door het kalkwater blazen, of iets aangestoken houden om te kijken of het vuur dooft door de aanwezigheid van CO2.
Stap
Methode 1 van 3: Het monster voorbereiden
Stap 1. Verzamel CO.-monsters2.
Om de test te starten, hebt u een afgesloten reageerbuis nodig met het verzamelde gas. Kooldioxide kan in een gasfles, kookbuis of andere luchtdichte container worden gedaan. Het proces van het verzamelen van kooldioxidegas wordt meestal uitgevoerd op water in een beker. CO. gas2 dichter dan lucht. Je kunt ze dus opvangen met hun naar beneden stromende eigenschappen of met een gasspuit.
Stap 2. Meng calciumcarbonaat met zoutzuur (HCl)
De eenvoudigste manier om koolstofdioxide op te vangen, is door calciumcarbonaat (of kalksteenschilfers) te laten reageren met zoutzuur. Giet eerst 20 ml HCl in een erlenmeyer. Voeg een lepel calciumcarbonaat (of kalksteenchips) toe aan de HCl. Zodra de chemische reactie begint op te treden, bedek de erlenmeyer met de stop en de afgiftebuis, verzamel het gas door de afgiftebuis in een omgekeerde reageerbuis (en ondergedompeld in een kom met water). Als het water in de reageerbuis is opgebruikt, heeft het gas zich verzameld.
- U kunt het gas blijven opvangen zolang de reactie plaatsvindt.
- Voor demonstraties in de klas heb je slechts een kleine hoeveelheid zoutzuur nodig, verdund tot 1 M. Een concentratie van 2 M is het beste, maar mag alleen met uiterste voorzichtigheid worden gebruikt. De reactievergelijking is: CaCO3(s) + 2HCl(aq) ==> CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(G).
- Bij het werken met zoutzuur moet u zeer voorzichtig zijn - draag handschoenen, een laboratoriumjas en een veiligheidsbril. Laat het zuur niet op je huid komen! De beste omgeving om deze reactie uit te voeren is als u toegang heeft tot een laboratorium.
Stap 3. Sluit het reageerbuisje af met de stop
Plaats de buis op het rek om hem veilig te houden totdat de test is uitgevoerd. Een buisstop is een kleine kurk of dop waarmee u de inhoud van een reageerbuis via een buisje door een buisje naar een andere container kunt leiden via een afgiftebuisje. Belangrijk voor het afdichten van CO.-gas2 in de container. Als het open wordt gelaten, zal het gas zich vermengen met de lucht en zal de effectiviteit van de test aanzienlijk worden verminderd.
Methode 2 van 3: Door kalkwater borrelen
Stap 1. Blaas het gas door het kalkwater
De meest effectieve manier om CO. te testen2 is door het gas door "kalkwater" te laten borrelen, een verdunde oplossing van calciumhydroxide (dode kalk). Wanneer u kooldioxide in de oplossing blaast, vormt het een vast neerslag van calciumcarbonaat - kalk of kalksteen. Calciumcarbonaat is onoplosbaar in water. Dus als er CO. is2 in het monster wordt het kalkwater melkachtig, troebel wit.
Stap 2. Maak een kalkwateroplossing
Het proces is eenvoudig, verdun calciumhydroxide met water. Calciumhydroxide (Ca(OH)2) is een wit, kleurloos poeder dat bij de meeste chemische leveranciers kan worden gekocht. Zuiver kalkwater is na mengen helder en kleurloos, licht aardse geur en bittere smaak, kenmerkend voor alkalisch calciumhydroxide. Volg deze stappen om je eigen limoenwater te maken:
- Plaats 1 theelepel calciumhydroxide in een doorzichtige glazen pot van 1 gallon (of kleiner). Kalkwater is een verzadigde oplossing, wat betekent dat er enkele extra chemicaliën zijn die onoplosbaar zijn. Een theelepel geeft je een volledig verzadigde oplossing, of je nu een gallon of een kleinere container gebruikt.
- Vul de gallon met gedestilleerd water of kraanwater. Gedestilleerd water geeft altijd een zuiverdere oplossing, maar de mineralen in het kraanwater mogen de test niet hinderen.
- Doe het deksel op de pot. Schud de oplossing krachtig gedurende 1-2 minuten en laat vervolgens 24 uur staan.
- Giet de helderdere oplossing bovenaan de kan door koffie of schoon filterpapier. Wees zeer voorzichtig om het sediment niet te verstoren. Herhaal indien nodig de filterstap totdat u een heldere kalkwateroplossing krijgt. Bewaar in een schone pot of fles.
Stap 3. Blaas het gas door het kalkwater
Vul een reageerbuisje voor de helft met limoenwater en breng het aan de kook. Gebruik de afgiftebuis om het CO.-monster af te geven2 in een reageerbuis direct in kokend kalkwater. U kunt een flexibele buis of (metalen) slang gebruiken als afgiftebuis, als niets anders beter is. Laat het ingesloten gas door de vloeistof "borrelen" en wacht tot de reactie plaatsvindt.
Als je niets wilt koken, gebruik dan een gasspuit om het CO.-gas te laten ontsnappen2 rechtstreeks in een reageerbuisje dat voor de helft gevuld is met kalkwater. Sluit de reageerbuis aan en schud krachtig gedurende 1-2 minuten. Als het monster kooldioxide bevat, wordt de oplossing troebel.
Stap 4. Merk op of het water troebel is
Als er CO. is2, zal kalkwater troebel wit worden met deeltjesvormig calciumcarbonaat. Als het kalkwater kookt en het gas rechtstreeks in het kalkwater wordt geleid, vindt de reactie onmiddellijk plaats. Als er na een minuut of zo niets gebeurt, kan worden aangenomen dat uw monster geen koolstofdioxide bevat.
Stap 5. Ken de chemische reactie
Begrijp wat er werkelijk aan de hand is om de aanwezigheid van CO. aan te geven2. De reactievergelijking voor deze test is: Ca(OH)2 (aq) + CO2 (g) -> CaCO3 (s) + H2O(l). In niet-chemische termen: kalkwater + gas (dat CO. bevat2) reageert met vaste kalk (deeltjes) en water.
Methode 3 van 3: Test met een verlichte balk
Stap 1. Probeer een monster te gebruiken om het vuur uit te zetten
Kooldioxide in hoge concentraties zal het vuur doven. U hoeft alleen een klein verlicht staafje in een reageerbuis te houden waarvan wordt gedacht dat deze CO. bevat2. Als er CO.-gas is2, zal de vlam spoedig gedoofd zijn. Verbranding (het ontstaan van een vlam) is een reactie tussen zuurstof en andere stoffen, in de vorm van snelle oxidatie van organische verbindingen en reductie van zuurstof. Het vuur gaat uit omdat zuurstof wordt vervangen door CO2, wat een onbrandbaar gas is.
Bedenk dat gassen die geen zuurstof bevatten ook de vlam doven. Daarom is dit een onbetrouwbare kooldioxidetest, omdat het ertoe kan leiden dat u het gas verkeerd identificeert
Stap 2. Verzamel kooldioxidegas in een omgekeerde reageerbuis
Zorg ervoor dat het monster goed is bewaard en gekurkt voordat u het probeert om te testen op CO2. Zorg ervoor dat de reageerbuis geen ontvlambare of explosieve gassen bevat. In dit geval kan blootstelling aan vuur gevaarlijk zijn, of op zijn minst zeer beangstigend.
Stap 3. Steek een kleine vlam in de reageerbuis
Gebruik een spalk of een kleine lange stok. In noodgevallen kunnen lucifers worden gebruikt, maar hoe verder uw hand van de opening van de reageerbuis is, hoe veiliger het experiment zal zijn. Als de vlam snel uitgaat, kan er sprake zijn van een concentratie CO2 hoog in de reageerbuis.
Stap 4. U kunt ook een gasspuit gebruiken om de kaars te doven
Vul de spuit met kooldioxide. Gebruik vervolgens een druppel gesmolten was om de korte was aan het oppervlak van de munt te bevestigen. Plaats vervolgens de kaars en de munt in een beker met wijde mond - en steek de kaars aan. Vul de spuit aan met een kleine slang en druk op de spuit om de CO. te verdringen2 naar de bodem van de beker. Als u de hele spuit binnen een seconde of twee verwijdert, gaat de vlam uit.
