Tlenek węgla(IV) – właściwości i wykrywanie
Chemia
Zestaw wyjaśnia, czym jest tlenek węgla(IV), jak można go otrzymać oraz jakie ma właściwości. Poznasz doświadczenie z wodą wapienną, znaczenie tego gazu w przyrodzie i zasady bezpiecznej pracy.
1.Tlenek węgla(IV)
Związek chemiczny węgla i tlenu o wzorze . Jest gazem bezbarwnym i bezwonnym, występującym m.in. w powietrzu oraz powstającym podczas oddychania i spalania.
2.Właściwości
Tlenek węgla(IV) jest bezbarwny, bezwonny, cięższy od powietrza i słabo rozpuszcza się w wodzie. Nie pali się i nie podtrzymuje spalania.
3.Tlenek węgla(IV) a oddychanie
Tlenek węgla(IV) powstaje w organizmach podczas oddychania komórkowego i jest wydychany przez ludzi oraz zwierzęta.
4.Spalanie a
Podczas całkowitego spalania węgla i wielu paliw zawierających węgiel powstaje tlenek węgla(IV). Do spalania potrzebny jest tlen.
5.Otrzymywanie w laboratorium
Tlenek węgla(IV) można otrzymać w reakcji węglanu wapnia, np. marmuru lub kredy, z kwasem chlorowodorowym: .
6.Woda wapienna
Klarowny, nasycony roztwór wodorotlenku wapnia . Służy do wykrywania tlenku węgla(IV).
7.Wykrywanie tlenku węgla(IV)
Gaz przepuszcza się przez wodę wapienną. Jeśli jest to , roztwór mętnieje, ponieważ powstaje trudno rozpuszczalny węglan wapnia .
8.Reakcja z wodą
Część tlenku węgla(IV) rozpuszczonego w wodzie reaguje z nią, tworząc kwas węglowy: .
9.Gaśnica śniegowa
Gaśnica zawierająca tlenek węgla(IV). Uwolniony gaz ogranicza dostęp tlenu do płonącego materiału, dlatego może pomóc ugasić niektóre pożary.
10.Suchy lód
Stały tlenek węgla(IV). Jest bardzo zimny i w temperaturze pokojowej przechodzi bezpośrednio w gaz, bez tworzenia cieczy.
11.Efekt cieplarniany
Zjawisko zatrzymywania części ciepła w atmosferze przez gazy cieplarniane, w tym tlenek węgla(IV). Nadmierny wzrost ilości wzmacnia ocieplanie klimatu.
12.Dwutlenek węgla
Potoczna nazwa tlenku węgla(IV), czyli . Nie należy mylić go z tlenkiem węgla(II), , który jest silnie trujący.
Notatka
Czym jest tlenek węgla(IV)?
Tlenek węgla(IV), nazywany też dwutlenkiem węgla, jest związkiem chemicznym węgla i tlenu o wzorze . Jedna cząsteczka zawiera jeden atom węgla oraz dwa atomy tlenu.
W przyrodzie gaz ten jest składnikiem powietrza. Powstaje między innymi podczas oddychania komórkowego organizmów, rozkładu szczątków organicznych i spalania paliw zawierających węgiel.
Nie należy mylić z tlenkiem węgla(II), czyli . Tlenek węgla(II) jest silnie trujący, natomiast tlenek węgla(IV) w małych ilościach naturalnie występuje w atmosferze.
Zapamiętaj
Wzór tlenku węgla(IV) to , a jego potoczna nazwa to dwutlenek węgla.
Najważniejsze właściwości
W normalnych warunkach jest gazem bezbarwnym i bezwonnym. Jest cięższy od powietrza oraz słabo rozpuszcza się w wodzie.
Tlenek węgla(IV) nie pali się i nie podtrzymuje spalania. Gdy wokół płonącej świeczki znajdzie się dużo tego gazu, płomień gaśnie, ponieważ brakuje tlenu potrzebnego do spalania.
Część gazu rozpuszczonego w wodzie reaguje z nią, tworząc kwas węglowy: . Dlatego woda zawierająca dużo rozpuszczonego ma odczyn kwaśny.
Ważne
Duże ilości w zamkniętym lub nisko położonym miejscu są niebezpieczne, ponieważ gaz może wyprzeć tlen potrzebny człowiekowi do oddychania.
Otrzymywanie w laboratorium
W szkolnym doświadczeniu tlenek węgla(IV) otrzymuje się, działając kwasem chlorowodorowym na węglan wapnia. Węglan wapnia występuje na przykład w marmurze, kredzie i skorupkach jaj.
Równanie reakcji ma postać:
W trakcie doświadczenia obserwujemy wydzielanie się pęcherzyków bezbarwnego gazu. Gaz można odprowadzić rurką do naczynia z wodą wapienną, aby go rozpoznać.
Doświadczenia z kwasami wykonuje się tylko zgodnie z poleceniem nauczyciela, w okularach ochronnych i z zachowaniem zasad bezpieczeństwa.
Wykrywanie gazu
Charakterystyczną próbą wykrywania tlenku węgla(IV) jest przepuszczenie badanego gazu przez wodę wapienną. Jest to klarowny roztwór wodorotlenku wapnia .
Jeśli w badanym gazie znajduje się , woda wapienna mętnieje. Powstaje wtedy trudno rozpuszczalny, biały węglan wapnia :
Zmętnienie jest obserwacją w doświadczeniu. Wniosek brzmi: w badanym gazie był obecny tlenek węgla(IV).
Przykład
Po dmuchaniu przez rurkę do wody wapiennej roztwór może zmętnieć, ponieważ wydychane powietrze zawiera tlenek węgla(IV).
Znaczenie, zastosowania i środowisko
Tlenek węgla(IV) jest potrzebny roślinom w procesie fotosyntezy. Rośliny pobierają go z powietrza, a przy udziale światła wytwarzają substancje odżywcze i uwalniają tlen.
Gaz ten stosuje się między innymi w niektórych gaśnicach, ponieważ nie podtrzymuje spalania. Stała postać to suchy lód. Jest bardzo zimny i przechodzi bezpośrednio w gaz, dlatego wykorzystuje się go na przykład do chłodzenia.
Tlenek węgla(IV) jest też gazem cieplarnianym. Naturalny efekt cieplarniany pomaga utrzymać temperaturę odpowiednią do życia na Ziemi. Jednak nadmierna emisja , zwłaszcza podczas spalania węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego, wzmacnia ocieplanie klimatu.
Ważne sposoby ograniczania emisji to oszczędzanie energii, korzystanie z odnawialnych źródeł energii oraz ochrona i sadzenie drzew.
Quizy w tym zestawie
16 pytań w 2 etapach — odblokujesz je po dodaniu zestawu