Điều chế CO2 trong phòng thí nghiệm sẽ giúp các bạn học sinh, sinh viên hiểu về phương pháp và cách thực hiện thí nghiệm điều chế khí cacbon đioxit trong phòng thí nghiệm. Mời các bạn cung tham khảo nhé.!
a. Hóa chất
– CaCO3, dung dịch HCl, NaHCO3, H2SO4 đặc [hoặc P2O5],…
b. Dụng cụ
– Bình kíp, ống dẫn khí có van, 2 bình đựng dung dịch: NaHCO3 [bình 1], H2SO4 đặc [bình 2], bình tam giác, bông, ….
- lắp dụng cụ như hình vẽ trên
- Trong phòng thí nghiệm ta thường điều chế khí CO2 từ CaCO3 và dung dịch HCl [dùng bình kíp], do đó khí CO2 thu được còn bị lẫn một ít khí hiđro clorua và hơi nước.
Phương trình phản ứng:
CaCO3[r] + 2HCl[dd] → CaCl2[dd] + CO2 [k] ↑ +H2O[l]
Để thu được CO2 tinh khiết [do có lẫn khí hiđro clorua, hơi nước] ta cho hỗn hợp khí và hơi qua bình đựng dung dịch NaHCO3 dư, hiđro clorua bị giữ lại. Tiếp tục cho hỗn hợp còn lại đi qua bình đựng H2SO4 đặc hoặc P2O5, hơi nước bị hấp thụ. Ta thu được CO2 tinh khiết.
HCl[k] + NaHCO3 [dd] → NaCl [dd] + CO2 [k] ↑ +H2O[l]
H2SO4 đặc hấp thụ hơi nước.
Cacbon monoxit vô cùng độc hại và nguy hiểm nhưng con người ít cảm nhận được. Chỉ với nồng độ một phần một nghìn đã có thể gây nguy hiểm cho tính mạng con người. Do đó, trong bài viết dưới đây sẽ hướng dẫn điều chế CO trong phòng thí nghiệm an toàn dành cho học sinh.
Khí CO là gì?
Khí CO hay còn gọi là khí than được sinh ra trong quá trình đốt than. Người ta tìm hiểu được thành phần chủ yếu của nó có tên gọi hoá học là cacbon monoxit. Bên cạnh đó sẽ có một lượng nhỏ những khí oxit nitơ, hydrogen sulfide, sulfur dioxide và khí marsh gas…
Khí CO hay còn được gọi với các tên cacbon monoxit
Chính vì thành phần chính như thế nên loại khí này còn được gọi là khí oxit cacbon. Loại khí này thuộc loại không màu, không mùi và không vị nên con người khó nhận ra. Tuy nhiên độc tính của khí CO rất cao lại dễ bắt cháy. Khi sự cháy không hoàn toàn xảy ra thì nó là sản phẩm chính cùng với các hợp chất cacbon.
Tính chất vật lý và hoá học trong CO
Để củng cố thêm kiến thức về chất khí này thì cần hiểu rõ về tính chất của nó.
Tính chất vật lý
Cacbon monoxit sẽ có công thức phân tử CO theo dạng C≡O. Trong đó có một liên kết theo dạng cho nhận với phân tử khối 28.
Tính chất hoá học
CO được nhận định là một loại khí độc trong hoá học và nhẹ hơn không khí. Đặc biệt nó ít tan trong nước và gây ảnh hưởng nghiêm trọng nếu con người hít phải. Phân tử cacbon monoxit này có liên kết ba cực bền vững. Do đó khi ở nhiệt độ thường rất trơ. Và nó chỉ hoạt động được trong điều kiện nhiệt độ cao.
Khí CO có liên kết 3 vô cùng bền vững
Hơn nữa đây còn là hoạt chất khử mạnh thuộc dòng oxit trung tính. Vậy nên không hề có khả năng tạo muối. Tất nhiên, nó cũng sẽ không tác động với dung dịch axit và dung dịch bazơ khi ở nhiệt độ thường. Cũng bởi thuộc loại oxit trung tính nên không tác dụng với nước, axit hay bazo.
CO có khả năng tác dụng với phi kim để sản sinh ra CO2. Ví dụ:
2CO + O2 → 2CO2 [Điều kiện xảy ra phản ứng là nhiệt độ khoảng 700 độ C]
CO + Cl2 → COCl2 [Chất này có tên hoá học là photgen]
Trong dãy hoạt động hoá học của kim loại, cacbon monoxit còn có khả năng khử oxit của các kim loại đứng sau Al. Tuy nhiên phản ứng chỉ xảy ra khi ở nhiệt độ cao. Khi đó sẽ có được công thức phản ứng hoá học như sau:
3CO + Fe2O3 → 3CO2 + 2Fe
CO + CuO → CO2 + Cu
||Xem thêm: Chất không có khả năng làm xanh nước quỳ tím là chất nào?
Phương thức điều chế CO trong phòng thí nghiệm
Trước khi bắt tay vào điều chế CO trong phòng thí nghiệm phải đảm bảo phòng đó đầy đủ chức năng. Có như thế mới theo dõi được phản ứng xảy ra đầy đủ.
Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm
Hóa chất: HCOOH, H2SO4 đặc.
Dụng cụ thí nghiệm: Bình kíp, ống dẫn khí, bình đựng chất lỏng, bình tam giác và bông.
Điều chế co trong phòng thí nghiệm
Cách thức tiến hành và phương trình
– Lắp dụng cụ theo đúng thứ tự và chức năng.
– Trong phòng thí nghiệm khi điều chế CO từ HCOOH. Chất điều chế là một loại chất lỏng nên sẽ thu được khí CO có lẫn cả hơi nước.
– Khi đó sẽ có phương trình hoá học dưới đây:
HCOOH → CO + H2O
Để có được khí CO tinh khiết thì cần đến chất dẫn là H2SO4 đặc. Lúc đó hơi nước sẽ được hấp thụ tại bình chứa H2SO4 đặc và tạo ra CO tinh khiết.
||Tham khảo: Khí Nito Là Gì? Điều Chế N2 Trong Phòng Thí Nghiệm
Ứng dụng của khí cacbon monoxit trong công nghiệp
Mặc dù là một chất khí độc hại nhưng chúng cũng được ứng dụng trong một số ngành công nghiệp. Chủ yếu được đưa vào sử dụng như nguyên liệu khí đốt. Bởi vì khi cháy trong oxi sẽ toả ra nhiều nhiệt với ngọn lửa màu xanh lam.
– Loại chất này là khí công nghiệp được ứng dụng trong sản xuất hoá chất.
– Tại các xưởng sản xuất công nghiệp khí này được dùng làm chất đốt.
– Trong ngành công nghiệp luyện kim khí CO dùng để sản xuất kim loại trong lò cao.
– Ngành công nghiệp chế biến thực phẩm lại sử dụng khí cacbon monoxit xử lý phần cơ để giữ lại màu đỏ cơ thịt.
Trong chế biến thuỷ sản CO được sử dụng để giữ lại màu đỏ cho phần cơ
Những tác hại của khí CO với sức khoẻ
Khi nhắc đến khí CO mọi người đều biết nó vô cùng nguy hại. Độc tính trên nó rất cao. Vậy loại khí này mang đến những ảnh hưởng thế nào đến sức khoẻ con người?
Khi hít phải một lượng lớn khí CO vào cơ thể sẽ dẫn đến tình trạng thiếu oxi trong máu. Trường hợp hít khí độc trong thời gian dài thì nguy cơ tử vong cực cao. Và sẽ đặc biệt độc hại đối với hệ thần kinh. Chỉ cần có khoảng 0.01% CO trên khí quyển cũng đã đe doạ tính mạng.
Cơ chế gây độc sẽ bắt đầu từ phổi hít khí CO từ mũi. Tiếp đó nhanh chóng khuếch tán khí đến phế nang, mao mạch phổi rồi đi vào máu. Sau đó tiếp xúc với lửa sắt trong heme có áp lực cực lớn, gấp 240 lần oxi. Vì có liên kết bền vững hơn oxi rất nhiều nên nhân heme không thể liên kết với oxy.
Thường triệu chứng ngộ độc sẽ phát tác với cảm giác bần thần, nhức đầu, buồn nôn. Sau thời gian ngắn sẽ dần khó thở rồi đi vào hôn mê sâu. Trường hợp ngộ độc khi ngủ hay say rượu sẽ rơi vào hôn mê từ từ rồi ngưng thở. Chính vì vậy nên rất khó để phát hiện và xử lý.
Những triệu chứng khi ngộ độc khí CO
Do đó, muốn không ngộ độc khí CO thì không chạy máy phát điện trong nhà kín, không sưởi ấm bằng lò than. Nhất là không nên ngủ khi xe hơi đang nổ máy mà không di chuyển.
||Bài viết khác: Điều Chế Clo Trong Phòng Thí Nghiệm | Phương trình, sơ đồ
Trên đây là toàn bộ quy trình điều chế CO trong phòng thí nghiệm. Bên cạnh đó còn cung cấp những thông tin về tính chất cũng như vấn đề liên quan. Hy vọng qua bài viết mọi người có cho mình những kiến thức để phòng tránh và ứng dụng trong đời sống.
||Bài viết liên quan khác: