Süsinikdioksiid (CO2) on värvitu ja lõhnatu, seega ei saa te seda otsese vaatlusega tuvastada. Peate koguma õhuproovi (või CO2-proovi) ja seejärel läbima ühe mitmest lihtsast testist, et tuvastada gaasi olemasolu. Võite gaasi mullitada läbi lubjavee või hoida proovi sees süüdatud lahast, et näha, kas see on CO2 tõttu kustutatud.
1
Koguge CO2 proov. Katse alustamiseks vajate suletud katseklaasi, mis on täidetud kogutud gaasiga. Süsinikdioksiidi saate koguda gaasipurki, keedutorusse või muusse õhukindlasse anumasse. Kogumine toimub tavaliselt vee kohal keeduklaasi. CO2 gaas on õhust tihedam, nii et saate seda koguda “allapoole manustamisega” või gaasisüstlaga.
2
Segage kaltsiumkarbonaat vesinikkloriidhappega (HCl). Lihtsaim viis süsihappegaasi kogumiseks on kaltsiumkarbonaadi (või lubjakivilaastude) reageerimine vesinikkloriidhappega. Esmalt valage koonilisse kolbi 20 ml HCl. Lisage HCL-ile lusikatäis kaltsiumkarbonaati (või lubjakivilaaste). Kui reaktsioon algab, katke kooniline kolb punni ja väljastustoruga: kogute gaasi läbi manustamistoru ja ümberpööratud katseklaasi (mis on sukeldatud veekaussi). Kui vesi katseklaasis välja tõrjutakse, kogutakse gaasi.Gaasi kogumist saate jätkata nii kaua, kuni reaktsioon toimub. Klassiruumis demonstreerimiseks vajate vaid väikest kogust vesinikkloriidhapet, mis lahjendatakse 1-ni. M; 2 M kontsentratsioon töötab kõige paremini, kuid seda tuleks kasutada eriti ettevaatlikult, kuna see on tugev hape. Võrrand on: CaCO3(s) + 2HCl(aq) ==> CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g). Olge vesinikkloriidhappega töötades väga ettevaatlik – kandke kindaid, laborikitlit ja kaitseprillid ja ärge laske happel nahka puutuda! Parim on seda reaktsiooni läbi viia ainult siis, kui teil on juurdepääs laborikeskkonnale.
3
Katke katseklaas punniga. Asetage toru riiulile, et see oleks kuni testi tegemiseni ohutu. “Bung” on sisuliselt väike kork või kork, mis võimaldab katseklaasi sisu läbi ühendatud manustamistoru mujale juhtida. Oluline on CO2 gaas anumasse sulgeda. Kui jätate selle lahti, seguneb gaas õhuga ja teie test on palju vähem efektiivne.
4
Mullitage gaas läbi lubjavee. Kõige tõhusam viis CO2 testimiseks on mullitada gaas läbi “lubjavee”, kaltsiumhüdroksiidi (kustutatud lubi) lahjendatud lahuse. Süsinikdioksiidi mullitamisel läbi lahuse moodustub tahke kaltsiumkarbonaadi sade – kriit või lubjakivi. Kaltsiumkarbonaat on vees lahustumatu. Seega, kui proovis on CO2, muutub lubjavesi piimjaks, häguseks valgeks. Lubjavett nimetatakse ka “valgeks pesuks” või “lubjapiimaks”. Kui näete neid termineid, teate, et need tähendavad lubjavett.
5
Valmistage lubjavee lahus. Protsess on lihtne: lahjendage kaltsiumhüdroksiidi veega. Kaltsiumhüdroksiid (Ca(OH)2) on värvitu valge pulber, mida saate osta enamikelt keemiatoodete tarnijatelt. Puhas lubjavesi pärast segamist on selge ja värvitu, kergelt mullase lõhna ja kaltsiumhüdroksiidi mõru leeliselise maitsega, kuna selle pH on 12,3. Lubjavee valmistamiseks järgige neid samme: pange 1 tl (4,9 ml) kaltsiumhüdroksiidi puhtasse 1 gallonisse (3,8 l) või väiksemasse klaaspurki. Lubjavesi on küllastunud lahus, mis tähendab, et seal on täiendavat kemikaali, mis ei lahustu. Üks teelusikatäis annab täiesti küllastunud lahuse, olenemata sellest, kas kasutate gallonipurki või väiksemat anumat. Täitke purk destilleeritud veega. Selle katse jaoks on kõige parem kasutada destilleeritud vett, kuna see annab teile puhtama lahuse. Pange purk kaanega. Loksutage lahust tugevalt 1-2 minutit, seejärel laske 24 tundi seista. Valage selgem lahus purgi ülaosast läbi puhta kohvifiltri või filterpaberi. Olge väga ettevaatlik, et setet mitte segada. Vajadusel korrake seda filtreerimisetappi, kuni saate selge lubjavee lahuse. Hoida puhtas purgis või pudelis.
6
Mullitage gaas läbi lubjavee. Täitke katseklaas poolenisti lubjaveega – seejärel keetke. Kasutage manustamistoru, et juhtida CO2 proovikatseklaasi sisu otse keevasse lubjavette. Väljastustoruna võite kasutada painduvat toru või (metallist) põhku, kui midagi paremat pole. Laske kinnipüüdtud gaasil “mullitada” läbi vedeliku ja oodake reaktsiooni toimumist. Kui te ei soovi midagi keema ajada, võite gaasisüstlaga CO2 gaasi otse pooleldi täidetud lubjavee katseklaasi juhtida. . Katseklaas sulgeda korgiga, seejärel loksutada tugevalt 1–2 minutit. Kui proovis on süsinikdioksiidi, peaks lahus muutuma häguseks.
7
Otsige hägust vett. Kui CO2 on olemas, muutub lubjavesi kaltsiumkarbonaadi osakestega piimvalgeks, kuna kaltsiumkarbonaadi lahus on lahustumatu ja sadestub lahusest välja. Kui lubjavesi keeb ja gaas juhitakse otse lubjavette, peaks reaktsioon algama kohe. Kui umbes minuti pärast midagi ei juhtu, võite julgelt eeldada, et teie proovis pole süsihappegaasi.
8
Tea keemilist reaktsiooni. Saate aru, mis täpselt toimub, et näidata CO2 olemasolu. Katse võrrand on: Ca(OH)2 (aq) + CO2 (g) ==> CaCO3 (s) + H2O (l). Mittekeemia keeles: vedel lubjavesi + gaas (mis sisaldab CO2) reageerivad tahke lubja (osakesed) ja vedela veega. Kui lasete CO2 pikema aja jooksul läbi lubjavee, muutub teie vesi lõpuks selgeks. See on keemilise reaktsiooni tõttu! Siin on põhjus: CO2 + H2O ==> H2CO3 (süsinikdioksiid + vesi = süsihape)H2CO3 + CaCO3 ==> Ca(HCO3)2 (süsihape + kaltsiumkarbonaat = kaltsiumvesinikkarbonaat)Kaltsiumvesinikkarbonaat lahustub vees, mistõttu teie lahendus on selge!
9
Proovige proovi kasutada tulekahju kustutamiseks. Süsinikdioksiid kustutab suurtes kontsentratsioonides tulekahjusid. Peate lihtsalt hoidma katseklaasis väikest põlenud leeki, mis teie arvates sisaldab CO2. Kui gaas on olemas, peaks leek kohe kustuma. Põlemine (leegi teke) on hapniku reaktsioon teise ainega; see on orgaanilise ühendi kiire oksüdatsioon ja hapniku redutseerimine. Tuli kustub, kuna hapnik asendub CO2-ga, mis ei ole põlev gaas. Pidage meeles, et iga hapnikuvaba gaas kustutab sel viisil ka leegi. Seega on see ebausaldusväärne süsinikdioksiidi test ja see võib viia gaasi valesti tuvastamiseni.
10
Koguge gaas tagurpidi katseklaasi. Enne CO2 testimist veenduge, et proov on korralikult ladustatud ja suletud. Olge piisavalt kindel, et katseklaas ei sisalda tule- ega plahvatusohtlikke gaase; sel juhul võib tule sissetoomine olla ohtlik või vähemalt väga hirmutav.
11
Asetage katseklaasi sisse väike leek. Kasutage lahast või mõnda pikka õhukest puiduriba. Ühe näpuotsaga sobib tikk või tulemasin – aga mida kaugemal on teie käed katseklaasi avast, seda turvalisem on teie katsetus. Kui leek kohe kustub, on katseklaasis tõenäoliselt kõrge CO2 kontsentratsioon.
12
Teise võimalusena proovige küünla kustutamiseks kasutada gaasisüstalt. Täitke süstal süsinikdioksiidiga. Seejärel kinnitage mündi pinnale lühike küünal tilga sulavahaga. Järgmisena asetage küünal ja münt laia suuga tassi – ja süütage küünal. Varustage süstal voolikuga ja lükake süstalt, et CO2 tassi põhja suunata. Kui lükkate kogu süstla sisu sekundi või kahe jooksul välja, peaks leek kustuma.