Dióxido de carbono (CO2) é incolor e inodoro, portanto não é possível detectá-lo por observação direta. Você deve coletar uma amostra de ar (ou uma amostra de CO.2), então realiza um dos vários testes simples para identificar a presença do gás. Você pode soprar o gás como bolhas através da água de cal ou segurar algo aceso para ver se o fogo é extinto pela presença de CO2.
Etapa
Método 1 de 3: Preparando a amostra
Etapa 1. Colete amostras de CO.2.
Para iniciar o teste, você precisará de um tubo de teste lacrado contendo o gás coletado. O dióxido de carbono pode ser colocado em um cilindro de gás, tubo de ebulição ou outro recipiente hermético. O processo de coleta do gás dióxido de carbono é normalmente realizado na água em um béquer. Gás CO.2 mais denso que o ar. Portanto, você pode coletá-los usando suas propriedades de fluxo descendente ou com uma seringa de gás.
Etapa 2. Misture carbonato de cálcio com ácido clorídrico (HCl)
A maneira mais simples de coletar dióxido de carbono é reagir carbonato de cálcio (ou lascas de calcário) com ácido clorídrico. Primeiro, coloque 20 ml de HCl em um frasco cônico. Adicione uma colher de carbonato de cálcio (ou lascas de calcário) ao HCl. Assim que a reação química começar a ocorrer, cubra o frasco cônico com a rolha e o tubo de distribuição, coletando o gás através do tubo de distribuição em um tubo de ensaio invertido (e imerso em uma tigela de água). Se a água do tubo de ensaio acabar, o gás foi coletado.
- Você pode continuar a coletar o gás enquanto a reação ocorrer.
- Para demonstrações em sala de aula, você só precisará de uma pequena quantidade de ácido clorídrico diluído para 1 M. Uma concentração de 2 M é a melhor, mas deve ser usada com extremo cuidado. A equação de reação é: CaCO3(s) + 2HCl (aq) ==> CaCl2(aq) + H2O (l) + CO2(g).
- Você deve ter muito cuidado ao trabalhar com ácido clorídrico - use luvas, jaleco e óculos de proteção. Não deixe o ácido entrar em contato com sua pele! O melhor ambiente para realizar essa reação é se você tiver acesso a um laboratório.
Etapa 3. Feche o tubo de ensaio com a tampa
Coloque o tubo no suporte para mantê-lo seguro até que o teste seja realizado. Uma rolha de tubo é uma pequena rolha ou tampa que permite passar o conteúdo de um tubo de ensaio através de um tubo para outro recipiente através de um tubo de distribuição. Importante para vedar gás CO.2 no recipiente. Se deixado aberto, o gás se misturará com o ar e a eficácia do teste será significativamente reduzida.
Método 2 de 3: Borbulhamento através da água de cal
Etapa 1. Borbulhe o gás através da água de cal
A maneira mais eficaz de testar CO2 é fazendo borbulhar o gás através da "água de cal", uma solução diluída de hidróxido de cálcio (cal morta). Quando você sopra dióxido de carbono na solução, ele forma um precipitado sólido de carbonato de cálcio - cal ou calcário. O carbonato de cálcio é insolúvel em água. Assim, se houver CO2 na amostra, a água de cal ficará branca leitosa e turva.
Etapa 2. Faça uma solução de água com cal
O processo é simples, dilua o hidróxido de cálcio com água. Hidróxido de cálcio (Ca (OH)2) é um pó branco e incolor que pode ser adquirido na maioria dos fornecedores de produtos químicos. A água com cal pura, depois de misturada, fica límpida e incolor, odor levemente terroso e sabor amargo, característico do hidróxido de cálcio alcalino. Siga estas etapas para fazer sua própria água com cal:
- Coloque 1 colher de chá de hidróxido de cálcio em uma jarra de vidro transparente de um galão (ou menor). A água com cal é uma solução saturada, o que significa que existem alguns produtos químicos extras que são insolúveis. Uma colher de chá lhe dará uma solução totalmente saturada, quer você esteja usando um galão ou um recipiente menor.
- Encha o galão com água destilada ou da torneira. A água destilada sempre produzirá uma solução mais pura, mas os minerais na água da torneira não devem atrapalhar o teste.
- Tampe a jarra. Agite a solução vigorosamente por 1-2 minutos e deixe por 24 horas.
- Despeje a solução mais clara no topo da jarra através de café ou papel de filtro limpo. Tenha muito cuidado para não perturbar o sedimento. Se necessário, repita a etapa de filtragem até obter uma solução de água com cal límpida. Guarde em uma jarra ou garrafa limpa.
Etapa 3. Sopre o gás na água de cal
Encha um tubo de ensaio pela metade com água de cal - depois leve para ferver. Use o tubo de entrega para entregar a amostra de CO.2 em um tubo de ensaio diretamente em água de cal fervente. Você pode usar um tubo flexível ou uma mangueira (de metal) como tubo de distribuição, se nada mais for melhor. Permita que o gás preso "borbulhe" através do líquido e espere que a reação ocorra.
Se você não quiser ferver nada, use uma seringa de gás para liberar o gás CO.2 diretamente em um tubo de ensaio cheio até a metade com água de cal. Tampe o tubo de ensaio e agite vigorosamente por 1-2 minutos. Se a amostra contiver dióxido de carbono, a solução ficará turva.
Etapa 4. Observe se a água está turva
Se houver CO2, a água de cal ficará branca turva com carbonato de cálcio particulado. Se a água com cal ferver e o gás for canalizado diretamente para a água com cal, a reação ocorrerá imediatamente. Se nada acontecer depois de um minuto ou mais, pode-se presumir que sua amostra não contém dióxido de carbono.
Etapa 5. Conheça a reação química
Entenda o que realmente está acontecendo para indicar a presença de CO2. A equação de reação para este teste é: Ca (OH)2 (aq) + CO2 (g) -> CaCO3 (s) + H2O (l). Em termos não químicos: água de cal + gás (que contém CO2) reage com cal sólida (partículas) e água.
Método 3 de 3: Teste com uma barra acesa
Etapa 1. Experimente usar uma amostra para desligar o fogo
O dióxido de carbono em altas concentrações extinguirá o fogo. Você só precisa segurar uma pequena haste iluminada em um tubo de ensaio que se acredita conter CO2. Se houver gás CO.2, a chama logo se extinguirá. A combustão (a ocorrência de uma chama) é uma reação entre o oxigênio e outras substâncias, na forma de rápida oxidação de compostos orgânicos e redução do oxigênio. O fogo se apaga porque o oxigênio é substituído por CO2, que é um gás incombustível.
Lembre-se de que gases que não contêm oxigênio também apagam a chama. Portanto, este é um teste de dióxido de carbono não confiável, pois pode levar você a identificar incorretamente o gás
Etapa 2. Colete o gás dióxido de carbono em um tubo de ensaio invertido
Certifique-se de que a amostra seja armazenada corretamente e tampada antes de testá-la para CO2. Certifique-se de que o tubo de ensaio não contém gases inflamáveis ou explosivos. Nesse caso, a exposição ao fogo pode ser perigosa ou, pelo menos, muito assustadora.
Etapa 3. Coloque uma pequena chama no tubo de ensaio
Use uma tala ou um pequeno bastão longo. Em uma emergência, fósforos podem ser usados - mas quanto mais longe sua mão estiver da boca do tubo de ensaio, mais seguro será o experimento. Se a chama apagar rapidamente, pode haver uma concentração de CO2 alto no tubo de ensaio.
Etapa 4. Como alternativa, tente usar uma seringa de gás para apagar a vela
Encha a seringa com dióxido de carbono. Em seguida, use uma gota de cera derretida para prender a cera curta na superfície da moeda. Em seguida, coloque a vela e a moeda em um copo com boca larga - e acenda a vela. Complete a seringa com uma pequena mangueira e pressione a seringa para deslocar o CO2 para o fundo do copo. Se você remover a seringa inteira em um ou dois segundos, a chama se apagará.
