Dioxyde de carbone (CO2) est incolore et inodore, vous ne pouvez donc pas le détecter par observation directe. Vous devez prélever un échantillon d'air (ou un échantillon de CO.2), puis effectue l'un des nombreux tests simples pour identifier la présence du gaz. Vous pouvez souffler le gaz sous forme de bulles à travers l'eau de chaux, ou tenir quelque chose allumé pour voir si le feu est éteint par la présence de CO2.
Étape
Méthode 1 sur 3: Préparation de l'échantillon
Étape 1. Recueillir des échantillons de CO.2.
Pour commencer le test, vous aurez besoin d'un tube à essai scellé contenant le gaz collecté. Le dioxyde de carbone peut être mis dans une bouteille de gaz, un tube d'ébullition ou un autre récipient hermétique. Le processus de collecte du dioxyde de carbone gazeux est généralement effectué sur de l'eau dans un bécher. gaz CO2 plus dense que l'air. Vous pouvez donc les collecter en utilisant leurs propriétés d'écoulement vers le bas ou avec une seringue à gaz.
Étape 2. Mélanger du carbonate de calcium avec de l'acide chlorhydrique (HCl)
Le moyen le plus simple de collecter le dioxyde de carbone est de faire réagir du carbonate de calcium (ou des copeaux de calcaire) avec de l'acide chlorhydrique. Tout d'abord, versez 20 ml de HCl dans une fiole conique. Ajouter une cuillerée de carbonate de calcium (ou de copeaux de calcaire) au HCl. Une fois que la réaction chimique commence à se produire, couvrez la fiole conique avec le bouchon et le tube de distribution, en recueillant le gaz à travers le tube de distribution dans un tube à essai inversé (et immergé dans un bol d'eau). Si l'eau dans le tube à essai est épuisée, le gaz s'est accumulé.
- Vous pouvez continuer à collecter le gaz tant que la réaction se produit.
- Pour les démonstrations en classe, vous n'aurez besoin que d'une petite quantité d'acide chlorhydrique, diluée à 1 M. Une concentration de 2 M est préférable, mais ne doit être utilisée qu'avec une extrême prudence. L'équation de la réaction est: CaCO3(s) + 2HCl(aq) ==> CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g).
- Vous devez être très prudent lorsque vous travaillez avec de l'acide chlorhydrique - portez des gants, une blouse de laboratoire et des lunettes de protection. Ne laissez pas l'acide pénétrer sur votre peau ! Le meilleur environnement pour effectuer cette réaction est si vous avez accès à un laboratoire.
Étape 3. Fermez le tube à essai avec le bouchon
Placer le tube sur le portoir pour le maintenir en place jusqu'à ce que le test soit effectué. Un bouchon de tube est un petit bouchon ou un bouchon qui vous permet de faire passer le contenu d'un tube à essai à travers un tube vers un autre récipient via un tube de distribution. Important pour l'étanchéité du gaz CO.2 dans le conteneur. S'il est laissé ouvert, le gaz se mélangera à l'air et l'efficacité du test sera considérablement réduite.
Méthode 2 sur 3: bouillonner dans de l'eau de chaux
Étape 1. Faire buller le gaz à travers l'eau de chaux
Le moyen le plus efficace de tester le CO2 consiste à faire barboter le gaz dans de l'"eau de chaux", une solution diluée d'hydroxyde de calcium (chaux morte). Lorsque vous soufflez du dioxyde de carbone dans la solution, il forme un précipité solide de carbonate de calcium - chaux ou calcaire. Le carbonate de calcium est insoluble dans l'eau. Ainsi, s'il y a du CO2 dans l'échantillon, l'eau de chaux deviendra blanc laiteux et trouble.
Étape 2. Préparez une solution d'eau de chaux
Le processus est simple, diluer de l'hydroxyde de calcium avec de l'eau. Hydroxyde de calcium (Ca(OH)2) est une poudre blanche et incolore qui peut être achetée chez la plupart des fournisseurs de produits chimiques. L'eau de chaux pure, après mélange, est limpide et incolore, avec une odeur légèrement terreuse et un goût amer, caractéristique de l'hydroxyde de calcium alcalin. Suivez ces étapes pour faire votre propre eau de chaux:
- Placez 1 cuillère à café d'hydroxyde de calcium dans un bocal en verre transparent d'un gallon (ou plus petit). L'eau de chaux est une solution saturée, ce qui signifie qu'il y a des produits chimiques supplémentaires qui sont insolubles. Une cuillère à café vous donnera une solution entièrement saturée, que vous utilisiez un gallon ou un récipient plus petit.
- Remplissez le gallon avec de l'eau distillée ou du robinet. L'eau distillée produira toujours une solution plus pure, mais les minéraux contenus dans l'eau du robinet ne doivent pas gêner le test.
- Mettez le couvercle sur le pot. Agiter vigoureusement la solution pendant 1 à 2 minutes, puis laisser reposer 24 heures.
- Versez la solution plus claire en haut du pot à travers du café ou du papier filtre propre. Faites très attention à ne pas perturber les sédiments. Si nécessaire, répétez l'étape de filtrage jusqu'à ce que vous obteniez une solution d'eau de chaux claire. Conserver dans un bocal ou une bouteille propre.
Étape 3. Soufflez le gaz dans l'eau de chaux
Remplissez à moitié un tube à essai avec de l'eau de chaux, puis portez-le à ébullition. Utilisez le tube de distribution pour distribuer l'échantillon de CO.2 dans un tube à essai directement dans de l'eau de chaux bouillante. Vous pouvez utiliser un tuyau flexible ou un tuyau (métallique) comme tube de distribution, si rien d'autre n'est meilleur. Laissez le gaz piégé "buller" à travers le liquide et attendez que la réaction se produise.
Si vous ne voulez rien faire bouillir, utilisez une seringue à gaz pour libérer le gaz CO.2 directement dans un tube à essai rempli à moitié d'eau de chaux. Bouchez le tube à essai, puis agitez vigoureusement pendant 1 à 2 minutes. Si l'échantillon contient du dioxyde de carbone, la solution deviendra trouble.
Étape 4. Remarquez si l'eau est trouble
S'il y a du CO2, l'eau de chaux deviendra blanc trouble avec du carbonate de calcium particulaire. Si l'eau de chaux bout et que le gaz est acheminé directement dans l'eau de chaux, la réaction aura lieu immédiatement. Si rien ne se passe après environ une minute, on peut supposer que votre échantillon ne contient pas de dioxyde de carbone.
Étape 5. Connaître la réaction chimique
Comprendre ce qui se passe réellement pour indiquer la présence de CO2. L'équation de réaction pour ce test est: Ca(OH)2 (aq) + CO2 (g) -> CaCO3 (s) + H2O(l). En termes non chimiques: eau de chaux + gaz (qui contient du CO2) réagit avec la chaux solide (particules) et l'eau.
Méthode 3 sur 3: Test avec une barre éclairée
Étape 1. Essayez d'utiliser un échantillon pour éteindre le feu
Le dioxyde de carbone en concentrations élevées éteint le feu. Vous n'avez qu'à tenir une petite tige allumée dans un tube à essai qui est censé contenir du CO2. S'il y a du CO.2, la flamme va bientôt s'éteindre. La combustion (apparition d'une flamme) est une réaction entre l'oxygène et d'autres substances, sous la forme d'une oxydation rapide de composés organiques et d'une réduction de l'oxygène. Le feu s'éteint car l'oxygène est remplacé par du CO2, qui est un gaz non combustible.
N'oubliez pas que les gaz qui ne contiennent pas d'oxygène éteignent également la flamme. Par conséquent, il s'agit d'un test de dioxyde de carbone peu fiable car il pourrait vous conduire à identifier de manière incorrecte le gaz
Étape 2. Recueillir le dioxyde de carbone gazeux dans un tube à essai inversé
Assurez-vous que l'échantillon est correctement stocké et bouché avant de l'essayer pour tester le CO2. Assurez-vous que le tube à essai ne contient pas de gaz inflammables ou explosifs. Dans ce cas, l'exposition au feu peut être dangereuse, ou du moins très effrayante.
Étape 3. Mettez une petite flamme dans le tube à essai
Utilisez une attelle ou un petit bâton long. En cas d'urgence, des allumettes peuvent être utilisées - mais plus votre main est éloignée de l'embouchure du tube à essai, plus l'expérience sera sûre. Si la flamme s'éteint rapidement, il peut y avoir une concentration de CO2 haut dans le tube à essai.
Étape 4. Sinon, essayez d'utiliser une seringue à gaz pour éteindre la bougie
Remplissez la seringue de dioxyde de carbone. Ensuite, utilisez une goutte de cire fondue pour fixer la cire courte à la surface de la pièce. Ensuite, placez la bougie et la pièce dans une tasse à large ouverture – et allumez la bougie. Complétez la seringue avec un petit tuyau et appuyez sur la seringue pour déplacer le CO2 au fond de la tasse. Si vous retirez toute la seringue en une seconde ou deux, la flamme s'éteindra.
