Điôxít cacbon (CO2) không màu, không mùi nên bạn không thể phát hiện bằng cách quan sát trực tiếp. Bạn phải thu thập một mẫu không khí (hoặc một mẫu CO.2), sau đó thực hiện một trong một số thử nghiệm đơn giản để xác định sự có mặt của khí. Bạn có thể thổi khí như bong bóng qua nước vôi trong hoặc cầm vật gì đó thắp sáng để xem đám cháy có bị dập tắt bởi sự có mặt của CO hay không2.
Bươc chân
Phương pháp 1/3: Chuẩn bị mẫu
Bước 1. Thu thập mẫu CO.2.
Để bắt đầu thử nghiệm, bạn sẽ cần một ống nghiệm kín có chứa khí thu được. Khí cacbonic có thể được cho vào bình khí, ống đun sôi, hoặc vật chứa kín khí khác. Quá trình thu khí cacbonic thường được thực hiện trên nước trong cốc có mỏ. Khí CO2 đặc hơn không khí. Vì vậy, bạn có thể thu thập chúng bằng cách sử dụng đặc tính chảy xuống của chúng hoặc bằng ống tiêm khí.
Bước 2. Trộn canxi cacbonat với axit clohydric (HCl)
Cách đơn giản nhất để thu khí cacbonic là cho canxi cacbonat (hoặc vụn đá vôi) phản ứng với axit clohiđric. Đầu tiên, đổ 20 ml HCl vào bình nón. Thêm một thìa canxi cacbonat (hoặc vụn đá vôi) vào HCl. Khi phản ứng hóa học bắt đầu xảy ra, đậy nút bình nón và ống sinh khí, thu khí qua ống sinh hàn vào ống nghiệm ngược (và nhúng vào bát nước). Nếu dùng hết nước trong ống nghiệm thì thu được khí.
- Có thể tiếp tục thu khí chừng nào phản ứng xảy ra.
- Đối với các cuộc biểu tình trong lớp học, bạn sẽ chỉ cần một lượng nhỏ axit clohydric, được pha loãng đến 1 M. Nồng độ 2 M là tốt nhất, nhưng chỉ nên sử dụng hết sức thận trọng. Phương trình phản ứng là: CaCO3(s) + 2HCl (aq) ==> CaCl2(aq) + H2O (l) + CO2(NS).
- Bạn phải rất cẩn thận khi làm việc với axit clohydric - đeo găng tay, áo khoác phòng thí nghiệm và kính bảo hộ. Đừng để axit tiếp xúc với da của bạn! Môi trường tốt nhất để thực hiện phản ứng này là nếu bạn có quyền sử dụng phòng thí nghiệm.
Bước 3. Đậy ống nghiệm bằng nút
Đặt ống trên giá để giữ cố định cho đến khi thực hiện thử nghiệm. Nút đậy ống là một nút hoặc nắp nhỏ cho phép bạn chuyển lượng chứa trong ống nghiệm qua ống này sang vật chứa khác thông qua ống phân phối. Quan trọng để niêm phong khí CO.2 trong thùng chứa. Nếu để hở, khí sẽ trộn lẫn với không khí và hiệu quả của việc kiểm tra sẽ giảm đi đáng kể.
Phương pháp 2/3: Sủi bọt qua nước vôi
Bước 1. Sủi bọt khí qua dd nước vôi trong
Cách hiệu quả nhất để kiểm tra CO2 là cho sủi bọt khí qua “nước vôi trong”, một dung dịch loãng của canxi hiđroxit (vôi sống). Khi bạn thổi khí cacbonic vào dung dịch, nó tạo thành kết tủa rắn của canxi cacbonat - vôi sống hoặc đá vôi. Canxi cacbonat không tan trong nước. Do đó, nếu có CO2 trong mẫu thử, nước vôi trong sẽ chuyển sang màu trắng đục, trắng đục.
Bước 2. Pha dung dịch nước vôi trong
Quá trình này rất đơn giản, pha loãng canxi hydroxit với nước. Canxi hydroxit (Ca (OH)2) là một loại bột màu trắng, không màu, có thể mua ở hầu hết các nhà cung cấp hóa chất. Nước vôi tinh khiết sau khi pha có màu trong và không màu, mùi hơi đất, vị đắng đặc trưng của canxi hiđroxit có tính kiềm. Làm theo các bước sau để tự làm nước vôi:
- Cho 1 thìa cà phê canxi hydroxit vào lọ thủy tinh trong suốt một gallon (hoặc nhỏ hơn). Nước vôi là một dung dịch bão hòa, có nghĩa là có thêm một số hóa chất không thể hòa tan. Một thìa cà phê sẽ cung cấp cho bạn một dung dịch bão hòa hoàn toàn, cho dù bạn đang sử dụng một gallon hay một thùng chứa nhỏ hơn.
- Đổ đầy gallon bằng nước cất hoặc nước máy. Nước cất sẽ luôn tạo ra dung dịch tinh khiết hơn, nhưng các khoáng chất trong nước máy không được cản trở quá trình thử nghiệm.
- Đậy nắp lọ. Lắc mạnh dung dịch trong 1-2 phút, sau đó để trong 24 giờ.
- Đổ dung dịch trong hơn ở đầu bình qua cà phê hoặc giấy lọc sạch. Phải hết sức cẩn thận để không làm xáo trộn cặn. Nếu cần, lặp lại bước lọc cho đến khi thu được dung dịch nước vôi trong. Bảo quản trong lọ hoặc chai sạch.
Bước 3. Thổi khí qua bình đựng nước vôi trong
Đổ nước vôi vào một nửa ống nghiệm - sau đó đun sôi. Sử dụng ống phân phối để cung cấp mẫu CO.2 trong ống nghiệm cho trực tiếp vào nước vôi trong đang sôi. Bạn có thể sử dụng ống mềm hoặc ống (kim loại) làm ống phân phối, nếu không có cách nào khác tốt hơn. Cho phép khí bị mắc kẹt "bong bóng" qua chất lỏng và chờ phản ứng xảy ra.
Không muốn đun sôi gì thì dùng ống xilanh để thoát khí CO ra.2 trực tiếp vào ống nghiệm chứa đầy nước vôi trong một nửa. Cắm ống nghiệm, sau đó lắc mạnh trong 1-2 phút. Nếu mẫu chứa cacbon đioxit, dung dịch sẽ bị vẩn đục.
Bước 4. Để ý xem nước có bị đục không
Nếu có CO2, nước vôi trong sẽ chuyển sang màu trắng đục với các hạt canxi cacbonat. Nếu nước vôi trong sôi, cho khí được dẫn trực tiếp vào nước vôi trong thì phản ứng xảy ra ngay. Nếu không có gì xảy ra sau một phút hoặc lâu hơn, có thể giả định rằng mẫu của bạn không chứa carbon dioxide.
Bước 5. Biết phản ứng hóa học
Hiểu điều gì đang thực sự diễn ra để chỉ ra sự hiện diện của CO2. Phương trình phản ứng của thử nghiệm này là: Ca (OH)2 (aq) + CO2 (g) -> CaCO3 (s) + H2Ơ (l). Theo thuật ngữ phi hóa học: nước vôi + khí (trong đó có CO2) phản ứng với vôi đặc (hạt) và nước.
Phương pháp 3/3: Kiểm tra bằng Lit Bar
Bước 1. Thử dùng mẫu thử để tắt lửa
Điôxít cacbon ở nồng độ cao sẽ dập tắt đám cháy. Chỉ cần cầm một que nhỏ châm lửa vào ống nghiệm đã cho là có khí CO.2. Nếu có khí CO.2, ngọn lửa sẽ sớm bị dập tắt. Sự cháy (xảy ra ngọn lửa) là phản ứng giữa oxi và các chất khác, dưới hình thức oxi hóa nhanh các hợp chất hữu cơ và khử oxi. Ngọn lửa tắt vì oxy được thay thế bằng CO2, là một loại khí không cháy.
Hãy nhớ rằng các chất khí không chứa oxy cũng sẽ dập tắt ngọn lửa. Do đó, đây là một thử nghiệm carbon dioxide không đáng tin cậy vì nó có thể khiến bạn xác định không chính xác loại khí
Bước 2. Thu khí cacbonic vào ống nghiệm úp ngược
Đảm bảo rằng mẫu được bảo quản và đóng nút đúng cách trước khi bạn thử để kiểm tra CO2. Đảm bảo rằng ống nghiệm không chứa khí dễ cháy, nổ. Trong trường hợp này, tiếp xúc với lửa có thể nguy hiểm, hoặc ít nhất là rất đáng sợ.
Bước 3. Đặt ngọn lửa nhỏ vào ống nghiệm
Sử dụng một thanh nẹp hoặc thanh dài nhỏ. Trong trường hợp khẩn cấp, có thể dùng diêm - nhưng tay bạn càng cách miệng ống nghiệm càng xa thì thí nghiệm càng an toàn. Nếu ngọn lửa tắt nhanh, có thể có nồng độ CO2 cao trong ống nghiệm.
Bước 4. Ngoài ra, hãy thử sử dụng một ống tiêm khí để dập tắt ngọn nến
Đổ đầy khí cacbonic vào ống tiêm. Tiếp theo, dùng một giọt sáp nóng chảy để gắn đoạn ngắn sáp lên bề mặt đồng xu. Sau đó, đặt nến và đồng xu vào một chiếc cốc có miệng rộng - và thắp nến. Hoàn thành ống tiêm bằng một vòi nhỏ và nhấn ống tiêm để đẩy khí CO ra ngoài2 đến đáy cốc. Nếu bạn tháo toàn bộ ống tiêm trong vòng một hoặc hai giây, ngọn lửa sẽ tắt.
