פחמן דו חמצני (CO2) הוא חסר צבע וחסר ריח ולכן אינך יכול לזהות אותו על ידי התבוננות ישירה. עליך לאסוף דגימת אוויר (או דגימת CO2), ואז מבצע אחת מכמה בדיקות פשוטות לזיהוי נוכחות הגז. אתה יכול לנפח את הגז כבועות דרך מי הסיד, או להחזיק משהו מואר כדי לראות אם האש נכבית על ידי נוכחות של CO2.
שלב
שיטה 1 מתוך 3: הכנת המדגם
שלב 1. אסוף דגימות CO2.
כדי להתחיל את הבדיקה, תזדקק למבחנה אטומה המכילה את הגז שנאסף. ניתן להכניס פחמן דו חמצני לגליל גז, צינור רותח או מיכל אטום אחר. תהליך איסוף גז הפחמן הדו חמצני מתבצע בדרך כלל על מים בכוס. גז CO2 צפוף יותר מאוויר. אז אתה יכול לאסוף אותם באמצעות התכונות הזורמות כלפי מטה או עם מזרק גז.
שלב 2. מערבבים סידן פחמתי עם חומצה הידרוכלורית (HCl)
הדרך הפשוטה ביותר לאסוף פחמן דו חמצני היא להגיב סידן פחמתי (או שבבי גיר) עם חומצה הידרוכלורית. ראשית, יוצקים 20 מ ל של HCl לבקבוק חרוטי. הוסף כף סידן פחמתי (או שבבי גיר) ל- HCl. ברגע שהתגובה הכימית מתחילה להתרחש, מכסים את הבקבוקון החרוטי עם הפקק וצינור המשלוח, אוספים את הגז דרך צינור המשלוח לתוך מבחנה הפוכה (וטבולים בקערת מים). אם המים במבחנה נגמרים, אז הגז נאסף.
- אתה יכול להמשיך לאסוף את הגז כל עוד התגובה מתרחשת.
- עבור הדגמות בכיתה, תזדקק לכמות קטנה בלבד של חומצה כלורית, מדוללת עד 1 מ '. ריכוז של 2 מ' הוא הטוב ביותר, אך יש להשתמש בה רק בזהירות רבה. משוואת התגובה היא: CaCO3(ים) + 2HCl (aq) ==> CaCl2(aq) + H2O (l) + CO2(ז).
- עליך להיות זהיר מאוד בעבודה עם חומצה הידרוכלורית - ללבוש כפפות, מעיל מעבדה ומשקפי מגן. אל תתנו לחומצה לעלות על העור שלכם! הסביבה הטובה ביותר לביצוע תגובה זו היא אם יש לך גישה למעבדה.
שלב 3. סגור את המבחנה בעזרת הפקק
הנח את הצינור על המדף כדי לשמור אותו מאובטח עד לביצוע הבדיקה. פקק צינור הוא פקק קטן או פקק המאפשר לך להעביר את תכולת המבחנה דרך צינורית למיכל אחר באמצעות צינור משלוח. חשוב לאיטום גז CO2 במיכל. אם הוא נשאר פתוח, הגז יתערבב עם האוויר ויעילות הבדיקה תפחת משמעותית.
שיטה 2 מתוך 3: מבעבע דרך מי סיד
שלב 1. מבעבעים את הגז דרך מי הסיד
הדרך היעילה ביותר לבדוק CO2 הוא על ידי בועה של הגז דרך "מי גיר", תמיסה מדוללת של סידן הידרוקסיד (סיד מת). כאשר אתה נושף פחמן דו חמצני לתוך הפתרון, הוא יוצר משקע מוצק של סידן פחמתי - גיר או אבן גיר. סידן פחמתי אינו מסיס במים. לכן, אם יש CO2 במדגם, מי הסיד יהפכו ללבינים חלבים, עכורים.
שלב 2. הכינו תמיסת מי סיד
התהליך פשוט, לדלל סידן הידרוקסיד במים. סידן הידרוקסיד (Ca (OH)2) היא אבקה לבנה וחסרת צבע הניתנת לרכישה אצל רוב הספקים הכימיים. מי סיד טהורים, לאחר ערבובם, הם צלולים וחסרי צבע, ריח מעט ארצי וטעם מריר, האופייניים לסידן הידרוקסיד אלקליין. בצע את השלבים הבאים להכנת מי סיד משלך:
- מניחים כפית אחת של סידן הידרוקסיד בצנצנת זכוכית שקופה של ליטר אחד (או קטן יותר). מי סיד הם פתרון רווי, כלומר ישנם כמה כימיקלים נוספים שאינם מסיסים. כפית תיתן לך פתרון רווי לחלוטין, בין אם אתה משתמש בגלון או במיכל קטן יותר.
- ממלאים את הגלון עם מים מזוקקים או מהברז. מים מזוקקים תמיד ייצרו פתרון טהור יותר, אך המינרלים במי הברז אינם אמורים לעכב את הבדיקה.
- שים את המכסה על הצנצנת. לנער את הפתרון במרץ למשך 1-2 דקות, ולאחר מכן להשאיר למשך 24 שעות.
- יוצקים את הפתרון הברור יותר בחלק העליון של הצנצנת דרך קפה או נייר סינון נקי. היזהר מאוד לא להפריע למשקעים. במידת הצורך, חזור על שלב הסינון עד לקבלת תמיסת מי סיד שקופה. אחסן בצנצנת או בקבוק נקי.
שלב 3. נושפים את הגז דרך מי הסיד
ממלאים חצי מבחנה במי סיד - ואז מביאים לרתיחה. השתמש בצינור המשלוח כדי לספק את הדגימה CO2 במבחנה ישירות למי סיד רותחים. אתה יכול להשתמש בצינור גמיש או בצינור (מתכת) כצינור המשלוח, אם שום דבר אחר לא טוב יותר. אפשר לגז הכלוא "לבעבע" דרך הנוזל, והמתן עד שתתרחש התגובה.
אם אינך רוצה להרתיח דבר, השתמש במזרק גז לשחרור גז הפחמן2 ישירות לתוך מבחנה מלאה למחצה במי סיד. חבר את המבחנה ולאחר מכן נענע במרץ למשך 1-2 דקות. אם המדגם מכיל פחמן דו חמצני, הפתרון יהפוך למעונן.
שלב 4. שימו לב אם המים עכורים
אם יש CO2, מי סיד יהפכו ללבינים עכורים עם סידן פחמתי חלקיקי. אם מי הגיר רותחים, והגז מוזרם ישירות למי הגיר, התגובה תתקיים באופן מיידי. אם לא יקרה דבר לאחר דקה בערך, ניתן להניח שהדגימה שלך אינה מכילה פחמן דו חמצני.
שלב 5. דע את התגובה הכימית
להבין מה באמת קורה כדי להצביע על נוכחות CO2. משוואת התגובה לבדיקה זו היא: Ca (OH)2 (aq) + CO2 (ז) -> CaCO3 (ים) + ח2O (l). במונחים לא כימיים: מי סיד + גז (המכיל CO2) מגיב עם סיד מוצק (חלקיקים) ומים.
שיטה 3 מתוך 3: מבחן עם מוט מואר
שלב 1. נסה להשתמש במדגם לכיבוי האש
פחמן דו חמצני בריכוז גבוה יכבה את האש. אתה רק צריך להחזיק מוט מואר קטן במבחנה שחושבים שהיא מכילה CO2. אם יש גז CO2, הלהבה תכבה בקרוב. בעירה (הופעת להבה) היא תגובה בין חמצן לחומרים אחרים, בצורה של חמצון מהיר של תרכובות אורגניות וצמצום חמצן. האש נכבית כיוון שהחמצן מוחלף ב- CO2, שהוא גז שאינו דליק.
זכור כי גזים שאינם מכילים חמצן יכבו גם את הלהבה. לכן, זוהי בדיקת פחמן דו חמצני לא אמין מכיוון שהיא עלולה לגרום לך לזהות את הגז בצורה לא נכונה
שלב 2. אסוף גז פחמן דו חמצני במבחנה הפוכה
וודא שהדגימה מאוחסנת כראוי ועוברת פקק לפני שתנסה לבדוק את CO2. וודא שמבחנה אינה מכילה גזים דליקים או נפצים. במקרה זה, חשיפה לאש יכולה להיות מסוכנת, או לפחות מפחידה מאוד.
שלב 3. הכנס להבה קטנה למבחנה
השתמש בסד או במקל ארוך קטן. במקרה חירום ניתן להשתמש בגפרורים - אך ככל שהיד שלך רחוקה יותר מפי המבחנה כך הניסוי יהיה בטוח יותר. אם הלהבה נכבית במהירות, ייתכן שיש ריכוז של CO2 גבוה במבחנה.
שלב 4. לחלופין, נסה להשתמש במזרק גז לכיבוי הנר
ממלאים את המזרק בפחמן דו חמצני. לאחר מכן, השתמש בטיפת שעווה מומסת כדי להצמיד את השעווה הקצרה אל פני המטבע. לאחר מכן, הניחו את הנר והמטבע בכוס עם פה רחב - והדליקו את הנר. השלם את המזרק עם צינור קטן ולחץ על המזרק כדי לעקור את CO2 לתחתית הכוס. אם תסיר את המזרק כולו תוך שנייה או שתיים, הלהבה תכבה.
