Химия · 9 класс · Габриелян · урок 38 · только теория
Практическая работа № 4 по теме "Получение углекислого газа. Качественная реакция на карбонат-ион"
Углекислый газ — это не просто пузырьки в газировке, а важное химическое соединение, которое можно получить в лаборатории и обнаружить с помощью качественной реакции. На этом уроке мы разберём, как устроен процесс получения CO₂ и как доказать, что в растворе есть карбонат-ионы.
Чему учимся понимать
Научиться понимать, как получают углекислый газ в лаборатории и как с помощью качественной реакции обнаружить карбонат-ионы.
Зачем это нужно
Углекислый газ участвует в фотосинтезе, формировании пещер, входит в состав атмосферы и используется в пищевой промышленности. Умение получать и распознавать CO₂ помогает понять многие природные и технологические процессы.
Опорные понятия
Главные тезисы
- Углекислый газ в лаборатории получают действием сильной кислоты на карбонаты, например, мрамор и соляную кислоту.
- Качественная реакция на карбонат-ион — это взаимодействие с кислотой, при котором выделяется CO₂, вызывающий помутнение известковой воды.
- Помутнение известковой воды происходит из-за образования нерастворимого карбоната кальция.
- При пропускании избытка CO₂ через известковую воду осадок растворяется, образуя растворимый гидрокарбонат кальция.
- Карбонат-ион можно обнаружить и по выделению газа, который не поддерживает горение.
- Реакция получения CO₂ из мрамора и соляной кислоты относится к реакциям ионного обмена.
- Углекислый газ тяжелее воздуха, поэтому его можно собирать методом вытеснения воздуха в сосуд, расположенный вверх дном.
Определения
- Углекислый газ (CO₂)
- Бесцветный газ без запаха, тяжелее воздуха, не поддерживает горение, растворяется в воде с образованием угольной кислоты.
- Карбонат-ион (CO₃²⁻)
- Отрицательно заряженный ион, входящий в состав солей угольной кислоты (карбонатов).
- Качественная реакция
- Реакция, с помощью которой можно однозначно определить наличие определённого иона или вещества в растворе.
- Известковая вода
- Прозрачный раствор гидроксида кальция Ca(OH)₂, который используется для обнаружения углекислого газа.
- Прибор Кирюшкина
- Лабораторный прибор для получения газов, состоящий из колбы с капельной воронкой и газоотводной трубки.
Ключевые факты и правила
- Уравнение реакции получения CO₂: CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑.
- Качественная реакция на карбонат-ион: CO₃²⁻ + 2H⁺ → H₂O + CO₂↑ (выделение газа).
- Помутнение известковой воды: Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O.
- Растворение осадка при избытке CO₂: CaCO₃ + H₂O + CO₂ → Ca(HCO₃)₂.
- CO₂ не поддерживает горение, поэтому тлеющая лучинка в его атмосфере гаснет.
- Мрамор — это природный карбонат кальция, который используется для получения CO₂ в лаборатории.
Теория
Вспомни, что такое карбонаты и с какими веществами они реагируют (с кислотами).
Пойми, что при реакции карбоната с кислотой выделяется газ CO₂.
Узнай, как собрать выделяющийся газ в пробирку (методом вытеснения воздуха).
Проверь наличие CO₂ с помощью известковой воды: пропусти газ через раствор — он помутнеет.
Объясни, почему помутнение исчезает при длительном пропускании CO₂ (образуется растворимый гидрокарбонат).
Примеры
- Пример 1случай
Если подышать через трубочку в прозрачную известковую воду, она помутнеет
Пояснение
- это доказывает наличие CO₂ в выдыхаемом воздухе
- Пример 2случай
- При добавлении уксуса (кислоты) к пищевой соде (NaHCO₃) выделяется газ, который гасит пламя спички — это тоже CO₂
- Пример 3случай
- В природе дождевая вода, насыщенная CO₂, медленно растворяет известняк, создавая карстовые пещеры
Интересно знать
- Углекислый газ образуется при дыхании живых организмов, поэтому выдыхаемый воздух содержит около 4% CO₂.
- В пещерах из-за реакции CO₂ с известняком образуются сталактиты и сталагмиты.
- Газированная вода — это раствор CO₂ под давлением, который при открытии бутылки выделяется в виде пузырьков.
Техника безопасности
- При работе с соляной кислотой соблюдай осторожность: не допускай попадания на кожу и слизистые.
- Не вдыхай выделяющийся углекислый газ непосредственно из газоотводной трубки.
- Проводи опыт в хорошо проветриваемом помещении.
Связанные темы
- Угольная кислота и её соли (карбонаты и гидрокарбонаты)
- Оксиды: свойства углекислого газа
- Реакции ионного обмена