ثاني أكسيد الكربون (CO2) عديم اللون والرائحة لذا لا يمكنك اكتشافه بالملاحظة المباشرة. يجب عليك جمع عينة هواء (أو عينة من أول أكسيد الكربون2) ، ثم يجري أحد الاختبارات العديدة البسيطة لتحديد وجود الغاز. يمكنك تفجير الغاز على شكل فقاعات عبر ماء الجير ، أو الاحتفاظ بشيء مضاء لمعرفة ما إذا كانت النيران تنطفئ بسبب وجود ثاني أكسيد الكربون2.
خطوة
طريقة 1 من 3: تحضير العينة
الخطوة 1. جمع عينات CO2.
لبدء الاختبار ، ستحتاج إلى أنبوب اختبار مغلق يحتوي على الغاز المُجمع. يمكن وضع ثاني أكسيد الكربون في أسطوانة غاز أو أنبوب غليان أو أي حاوية أخرى محكمة الإغلاق. عادة ما تتم عملية جمع غاز ثاني أكسيد الكربون على الماء في دورق. غاز ثاني أكسيد الكربون2 أكثر كثافة من الهواء. حتى تتمكن من جمعها باستخدام خصائصها المتدفقة إلى أسفل أو باستخدام حقنة غاز.
الخطوة 2. خلط كربونات الكالسيوم مع حمض الهيدروكلوريك (حمض الهيدروكلوريك)
إن أبسط طريقة لجمع ثاني أكسيد الكربون هي تفاعل كربونات الكالسيوم (أو رقائق الحجر الجيري) مع حمض الهيدروكلوريك. أولا ، صب 20 مل من حمض الهيدروكلوريك في دورق مخروطي. أضف ملعقة من كربونات الكالسيوم (أو رقائق الحجر الجيري) إلى حمض الهيدروكلوريك. بمجرد أن يبدأ التفاعل الكيميائي ، قم بتغطية الدورق المخروطي بالسدادة وأنبوب التوصيل ، وجمع الغاز من خلال أنبوب التوصيل في أنبوب اختبار مقلوب (وغمره في وعاء من الماء). إذا تم استخدام الماء الموجود في أنبوب الاختبار ، فهذا يعني أن الغاز قد تجمع.
- يمكنك الاستمرار في جمع الغاز طالما حدث التفاعل.
- بالنسبة للعروض التوضيحية في الفصل الدراسي ، ستحتاج فقط إلى كمية صغيرة من حمض الهيدروكلوريك ، مخفف إلى 1 م. أفضل تركيز 2 م 2 ، ولكن يجب استخدامه فقط بحذر شديد. معادلة التفاعل هي: كربونات الكالسيوم3(ق) + 2HCl (aq) ==> CaCl2(عبد القدير) + ح2O (ل) + كو2(ز).
- يجب أن تكون حذرًا للغاية عند العمل باستخدام حمض الهيدروكلوريك - ارتدِ القفازات ومعطف المختبر والنظارات الواقية. لا تدع الحمض يلمس بشرتك! أفضل بيئة لإجراء هذا التفاعل هي إذا كان لديك وصول إلى المختبر.
الخطوة 3. أغلق أنبوب الاختبار بالسدادة
ضع الأنبوب على الحامل لإبقائه آمنًا حتى يتم إجراء الاختبار. سدادة الأنبوب عبارة عن فلين صغير أو غطاء يسمح لك بتمرير محتويات أنبوب الاختبار عبر أنبوب إلى حاوية أخرى عبر أنبوب توصيل. مهم لختم غاز ثاني أكسيد الكربون2 في الحاوية. إذا تُرك الغاز مفتوحًا ، فسوف يختلط مع الهواء وستقل فعالية الاختبار بشكل كبير.
طريقة 2 من 3: محتدما بمياه الجير
الخطوة 1. فقاعات الغاز من خلال ماء الجير
الطريقة الأكثر فعالية لاختبار أول أكسيد الكربون2 هو عن طريق فقاعات الغاز من خلال "ماء الجير" ، محلول مخفف من هيدروكسيد الكالسيوم (الجير الميت). عندما تقوم بنفخ ثاني أكسيد الكربون في المحلول ، فإنه يشكل راسبًا صلبًا من كربونات الكالسيوم - الجير أو الحجر الجيري. كربونات الكالسيوم غير قابلة للذوبان في الماء. وبالتالي ، إذا كان هناك CO2 في العينة ، سيتحول ماء الجير إلى أبيض حليبي عكر.
الخطوة 2. اصنع محلول ماء الجير
هذه العملية بسيطة ، قم بتخفيف هيدروكسيد الكالسيوم بالماء. هيدروكسيد الكالسيوم (Ca (OH)2) عبارة عن مسحوق أبيض عديم اللون يمكن شراؤه من معظم موردي المواد الكيميائية. الماء الجير النقي ، بعد الخلط ، يكون صافياً وعديم اللون ، ورائحة ترابية قليلاً وطعم مر ، وهو من خصائص هيدروكسيد الكالسيوم القلوي. اتبع هذه الخطوات لصنع ماء الليمون الخاص بك:
- ضع ملعقة صغيرة من هيدروكسيد الكالسيوم في وعاء زجاجي شفاف سعة جالون واحد (أو أصغر). ماء الجير عبارة عن محلول مشبع ، مما يعني وجود بعض المواد الكيميائية الإضافية غير القابلة للذوبان. ستعطيك ملعقة صغيرة محلولًا مشبعًا بالكامل ، سواء كنت تستخدم جالونًا أو وعاءًا أصغر.
- املأ الجالون بالماء المقطر أو ماء الصنبور. ينتج الماء المقطر دائمًا محلولًا أنقى ، ولكن لا ينبغي أن تعيق المعادن الموجودة في ماء الصنبور الاختبار.
- ضع الغطاء على الجرة. رجي المحلول بقوة لمدة 1-2 دقيقة ، ثم اتركيه لمدة 24 ساعة.
- صب المحلول الأكثر نقاءً أعلى البرطمان في القهوة أو ورق الترشيح النظيف. كن حريصًا جدًا على عدم تعكير صفو الرواسب. إذا لزم الأمر ، كرر خطوة التصفية حتى تحصل على محلول ماء الليمون الصافي. يخزن في مرطبان أو زجاجة نظيفة.
الخطوة 3. نفخ الغاز في ماء الجير
املأ نصف أنبوب اختبار بماء الليمون ثم اتركه ليغلي. استخدم أنبوب التسليم لتسليم عينة أول أكسيد الكربون2 في أنبوب اختبار مباشرة في ماء الجير المغلي. يمكنك استخدام أنبوب مرن أو خرطوم (معدني) كأنبوب توصيل ، إذا لم يكن هناك شيء آخر أفضل. اسمح للغاز المحاصر بأن "ينفجر" عبر السائل ، وانتظر حدوث التفاعل.
إذا كنت لا ترغب في غلي أي شيء ، فاستخدم محقنة غاز لإطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون2 مباشرة في أنبوب اختبار نصف مملوء بالماء الجير. قم بتوصيل أنبوب الاختبار ، ثم رجه بقوة لمدة 1-2 دقيقة. إذا كانت العينة تحتوي على ثاني أكسيد الكربون ، فسيصبح المحلول عكرًا.
الخطوة 4. لاحظ ما إذا كانت المياه عكرة
إذا كان هناك CO2، سيتحول ماء الجير إلى أبيض عكر مع كربونات الكالسيوم الدقيقة. إذا غلي ماء الجير ، وتم ضخ الغاز مباشرة في ماء الجير ، فسيحدث التفاعل على الفور. إذا لم يحدث شيء بعد دقيقة أو نحو ذلك ، فيمكن افتراض أن عينتك لا تحتوي على ثاني أكسيد الكربون.
الخطوة 5. تعرف على التفاعل الكيميائي
افهم ما الذي يحدث بالفعل للإشارة إلى وجود ثاني أكسيد الكربون2. معادلة التفاعل لهذا الاختبار هي: Ca (OH)2 (عبد القدير) + أول أكسيد الكربون2 (ز) -> كربونات الكالسيوم3 (ق) + ح2يا (ل). من الناحية غير الكيميائية: ماء الجير + الغاز (الذي يحتوي على ثاني أكسيد الكربون2) يتفاعل مع الجير الصلب (الجسيمات) والماء.
طريقة 3 من 3: اختبر باستخدام شريط مضاء
الخطوة 1. حاول استخدام عينة لإطفاء الحريق
ثاني أكسيد الكربون بتركيزات عالية سوف يطفئ الحريق. ما عليك سوى وضع قضيب صغير مضاء في أنبوب اختبار يُعتقد أنه يحتوي على ثاني أكسيد الكربون2. إذا كان هناك غاز ثاني أكسيد الكربون2، سيتم إطفاء اللهب قريباً. الاحتراق (حدوث اللهب) هو تفاعل بين الأكسجين ومواد أخرى ، على شكل أكسدة سريعة للمركبات العضوية واختزال الأكسجين. انطفأ الحريق بسبب استبدال الأكسجين بأول أكسيد الكربون2وهو غاز غير قابل للاحتراق.
تذكر أن الغازات التي لا تحتوي على الأكسجين ستطفئ اللهب أيضًا. لذلك ، يعد هذا اختبارًا غير موثوق به لثاني أكسيد الكربون لأنه قد يقودك إلى تحديد الغاز بشكل غير صحيح
الخطوة الثانية: اجمع غاز ثاني أكسيد الكربون في أنبوب اختبار مقلوب
تأكد من تخزين العينة وفلينها بشكل صحيح قبل تجربتها لاختبار ثاني أكسيد الكربون2. تأكد من أن أنبوب الاختبار لا يحتوي على غازات قابلة للاشتعال أو متفجرة. في هذه الحالة ، قد يكون التعرض للحريق خطيرًا ، أو على الأقل مخيفًا للغاية.
الخطوة 3. ضع لهبًا صغيرًا في أنبوب الاختبار
استخدم جبيرة أو عصا طويلة صغيرة. في حالات الطوارئ ، يمكن استخدام أعواد الثقاب - ولكن كلما ابتعدت يدك عن فم أنبوب الاختبار ، ستكون التجربة أكثر أمانًا. إذا انطفأ اللهب بسرعة ، فقد يكون هناك تركيز لثاني أكسيد الكربون2 عالية في أنبوب الاختبار.
الخطوة 4. بدلاً من ذلك ، حاول استخدام حقنة غاز لإطفاء الشمعة
املأ المحقنة بثاني أكسيد الكربون. بعد ذلك ، استخدم قطرة من الشمع المذاب لربط الشمع القصير بسطح العملة المعدنية. ثم ضع الشمعة والعملة المعدنية في فنجان ذي فم واسع - وأضيء الشمعة. أكمل المحقنة بخرطوم صغير واضغط على المحقنة لتحل محل ثاني أكسيد الكربون2 في قاع الكأس. إذا قمت بإزالة المحقنة بالكامل في غضون ثانية أو ثانيتين ، فسوف ينطفئ اللهب.
