Как определить углекислый газ

Действительно, чтобы выявить, где находится углекислый газ, достаточно поджечь щепотку магния и опустить в сосуд с газом. Только сосуд должен быть закрыт в ходе эксперимента, чтобы исключить доступ кислорода извне. При этом кислород углекислого газа перейдёт в оксид магния по реакции:
2Mg + CO2 = 2MgO + C
Обратите внимание, что в результате протекания реакции высвобождается атомарный углерод, который осядет на стенки сосуда в виде легкого налёта сажи, и Вы этот налёт увидите.

Сродство магния к кислороду значительно выше, чем сродство углерода к кислороду. Вот магний и отбирает у СО2 кислород на правах сильного.
Естетственно, в сосуде с азотом магний гореть не будет, потухнет и всего делов-то.

Оксид углерода (IV) СO₂ – углекислый газ

Физические свойства: Углекислый газ, бесцветный, без запаха, растворимость в воде — в 1V H₂O растворяется 0,9V CO₂ (при нормальных условиях); тяжелее воздуха; t°пл.= -78,5°C (твёрдый CO₂ называется "сухой лёд"); не поддерживает горение.

Углекислый газ имеет следующие электронную и структурную формулы —

Все четыре связи ковалентые полярные.

1. Термическим разложением солей угольной кислоты (карбонатов). Обжиг известняка – в промышленности:

2. Действием сильных кислот на карбонаты и гидрокарбонаты –

вытеснением воздуха

3. Сгорание углеродсодержащих веществ:

4. При медленном окислении в биохимических процессах (дыхание, гниение, брожение)

1) с водой даёт непрочную угольную кислоту:

2) реагирует с основными оксидами и основаниями, образуя соли угольной кислоты

Качественная реакция на углекислый газ:

Помутнение известковой воды Ca ( OH )₂ за счёт образования белого осадка – нерастворимой соли CaCO ₃ :

Угольная кислота и её соли

Структурная формула – все связи ковалентные полярные:

Кислота слабая, существует только в водном растворе, очень непрочная, разлагается на углекислый газ и воду:

Для угольной кислоты характерны все свойства кислот.

1) Диссоциация – двухосновная кислота, диссоциирует слабо в две ступени, индикатор — лакмус краснеет в водном растворе:

2) с активными металлами

3) с основными оксидами

4) с основаниями

5) Очень непрочная кислота – разлагается

Соли угольной кислоты – карбонаты и гидрокарбонаты

Угольная кислота образует два ряда солей:

_· Кислые соли — бикарбонаты, гидрокарбонаты Na HCO₃ , Ca ( HCO ₃ )₂

В природе встречаются :

K ₂ CO ₃ (поташ, в золе растений)

Na ₂ CO ₃ – сода, кальцинированная сода

Na ₂ CO ₃ x 10 H ₂ O – кристаллическая сода

Все карбонаты – твёрдые кристаллические вещества. Большинство из них в воде не растворяются. Гидрокарбонаты растворяются в воде.

Химические свойства солей угольной кислоты:

Общие свойства солей:

1) Вступают в реакции обмена с другими растворимыми солями

2) Разложение гидрокарбонатов при нагревании

3) Разложение нерастворимых карбонатов при нагревании

4) Карбонаты и гидрокарбонаты могут превращаться друг в друга:

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ

№ 1. Закончите уравнения осуществимых химических реакций:

Характеристики и физические свойства углекислого газа

Масса 1 л CO₂при нормальных условиях составляет 1,98 г. Растворимость диоксида углерода в воде невелика: 1 объем воды при 20 o С растворяет 0,88 объема CO₂, а при 0 o С – 1,7 объема.

Под давлением около 0,6 МПа диоксид углерода при комнатной температуре превращается в жидкость. Жидкий диоксид углерода хранят в стальных баллонах. При быстром выливании его из баллона поглощается вследствие испарения так много теплоты, что CO₂ превращается в твердую белую снегообразную массу, которая, не плавясь, сублимируется при -78,5 o С.

Раствор CO₂ в воде имеет кисловатый вкус и обладает слабокислой реакцией, обусловленной присутствием в растворе небольших количеств угольной кислоты H₂CO₃, образующейся в результате обратимой реакции:

Некоторые свойства углекислого газа представлены в таблице ниже:

Температура плавления, o С

Температура кипения, o С

Расстояние (С-О), нм

Энергия связи (С-О), кДж/моль

Получение углекислого газа

Углекислый газ в небольших количествах получают действием кислот на карбонаты:

В промышленном масштабе CO₂получают главным образом как побочный продукт в процессе синтеза аммиака:

Кроме этого, большие количества углекислого газа получают при обжиге известняка:

Химические свойства углекислого газа

Углекислый газ проявляет кислотные свойства: реагирует сощелочами, гидратом аммиака. Восстанавливается активными металлами, водородом, углеродом.

CO₂ + C = 2CO (t > 1000 o C);

CO₂ + 2Mg = C + 2MgO;

2CO₂ + 5Ca = CaC₂ + 4CaO (t = 500 o C);

Применение углекислого газа

Углекислый газ применяется при получении соды по аммиачно-хлоридному способу, для синтеза карбамида, для получения солей угольной кислоты, а также для газирования фруктовых и минеральных вод и других напитков.

Твердый диоксид углерода под названием «сухой лед» применяется для охлаждения скоропортящихся продуктов, для производства и сохранения мороженого, а также многих других случаях, когда требуется получение низкой температуры.

Примеры решения задач

Задание	Плотность углекислого газа при н.у. составляет 1,964 г/л. Определите его молярную массу и плотность по водороду и по воздуху.
Решение	Найдем молярную массу углекислого газа:

M(CO₂) = r (н.у.) × 22,4 = 1,964× 22,4 = 44 г/моль.

Рассчитаем плотность углекислого газа по водороду:

Определим плотность углекислого газа по воздуху:

Ответ Молярная масса углекислого газа равна 44 г/моль; плотности по водороду и воздуху 22 и 1,517 соответственно.

Задание	Какой объем и какая масса углекислого газа выделятся при термическом разложении карбоната кальция массой 45,4 г?
Решение	Запишем уравнение термического разложения карбоната кальция:

Найдем количество вещества карбоната кальция:

M(CaCO₃) = Ar(Ca) + Ar(C) + 3×Ar(O) = 40 + 12 + 3×16 = 100 г/моль;

n(CaCO₃) = 45,4 / 100 = 0,454 моль.

Согласно уравнению реакции n(CaCO₃) :n(CO₂) = 1 : 1, следовательно

Рассчитаем массу и объем выделившегося углекислого газа:

М(CO₂) = Ar(C) + 2×Ar(O) = 12 + 2×16 = 44 г/моль;

m(CO₂) = 0,454 ×44 = 20 г.

Ответ Масса углекислого газа равна 20 г, объем – 10,2 л.

Копирование материалов с сайта возможно только с разрешения
администрации портала и при наличие активной ссылки на источник.

Понравился сайт? Расскажи друзьям!