Інформація для вчителів
Застосування
Вуглекислий газ
Вуглекислий газ ( ) - це хімічна сполука вуглецю й кисню, і тому він разом із монооксидом вуглецю, субоксидом вуглецю та нестійким триоксидом вуглецю належить до групи оксидів вуглецю. - це газ без кольору й запаху. З концентрацією близько 0,04 % він є природною складовою повітря. Він утворюється як під час повного згоряння вуглецевмісних речовин за достатньої кількості кисню, так і в організмі живих істот як продукт клітинного дихання. при цьому виводиться з диханням. І навпаки, рослини, деякі бактерії та археї здатні перетворювати через фіксацію вуглекислого газу на біомасу. Так, наприклад, рослини під час фотосинтезу виробляють із неорганічного глюкозу.
Інша інформація для вчителів (1/2)
Попередні знання
Принцип
Особливих попередніх знань не потрібно.
Якщо до напоїв, що містять вугільну кислоту, додати кристали у вигляді цукру або солі, вуглекислий газ виділяється. Нагріванням напоїв, що містять вугільну кислоту, вуглекислий газ виганяється. Отже, зі зростанням температури розчинність вуглекислого газу у воді зменшується. Вуглекислий газ частково реагує з водою з утворенням слабкої кислоти - вугільної кислоти. Тому його називають ангідридом вугільної кислоти. Значення pH мінеральної води з вугільною кислотою лежить у слабкокислій ділянці. Після виганяння вугільної кислоти вода має значення pH поблизу точки нейтральності. Вуглекислий газ реагує з гідроксидом кальцію з утворенням карбонату кальцію, який випадає у вигляді білого помутніння. Малорозчинний карбонат кальцію може перетворюватися надлишком вугільної кислоти на водорозчинний гідрокарбонат кальцію. Під час нагрівання гідрокарбонат розкладається.
Інша інформація для вчителів (2/2)
Навчальна мета
Вуглекислий газ реагує з гідроксидом кальцію з утворенням білого осаду карбонату кальцію. Мінеральна вода часто містить природний або доданий вуглекислий газ. Вуглекислий газ утворює з водою слабку кислоту - вугільну кислоту. Тому вуглекислий газ називають ангідридом вугільної кислоти.
Завдання
Учні досліджують різні реакції вуглекислого газу і виявляють його в мінеральній воді.
Правила безпеки
- Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
- Етанол у змішаному індикаторі легкозаймистий. Під час переливання погаси всі відкриті вогні!
- Гідроксид кальцію їдкий. Уникай будь-якого контакту цього реактиву з тілом людини.
- Носи захисні рукавички й захисні окуляри!
- Утилізація: розчини можна вилити в каналізацію.
Інформація для учнів
Мотивація
З коли виходить вуглекислий газ
Вуглекислий газ ( )- це безбарвний негорючий газ, що приблизно в 1,5 раза важчий за повітря. Він потрапляє в атмосферу з процесів дихання, горіння та бродіння. - хімічно дуже стійка сполука. Багато напоїв містять , щоб під час пиття давати кращий освіжальний ефект. В одних напоях він утворюється через бродіння (пиво, ігристе вино), в інші його додають штучно (лимонад, содова вода) або використовують природну мінеральну воду. Під час виготовлення закачують у напій під високим тиском, причому близько 0,1 % його реагує з водою до вугільної кислоти. Більша частина розчинена у воді як газ. Коли через відкривання посудини тиск падає, відбувається нуклеація, тож надлишково розчинений тепер газ виходить у вигляді бульбашок і піднімається вгору.
Завдання
Як можна виявити вуглекислий газ?
- Досліди різні реакції вуглекислого газу.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Основа штатива, PHYWE | 02001-00 | 1 |
| 2 | Стрижень штатива, нержавіюча сталь, 18/8, l = 370 мм, d = 10 мм | 02059-00 | 1 |
| 3 | Дротяна сітка з керамікою, 160 x 160 мм | 33287-01 | 1 |
| 4 | Мензурка, низька, 400 мл | 46055-00 | 1 |
| 5 | Пробірка, 180x18 мм, лабораторне скло, 100 шт. | 37658-10 | 1 |
| 6 | Щітка для пробірок із вовн. наконечником, d=20 мм | 38762-00 | 1 |
| 7 | Штатив для пробірок, 6 отворів, d = 22 мм, дерево | MAU-20042200 | 1 |
| 8 | Кільце із затискачем, внутр. діам. 10 см | 37701-01 | 1 |
| 9 | Лабораторний маркер, водостійкий, чорний | 38711-00 | 1 |
| 10 | Тримач для пробірок, до d=22 мм | 38823-00 | 1 |
| 11 | Захисні окуляри, прозорі | 39316-00 | 1 |
| 12 | Гумові рукавички, розмір 8 | 39323-00 | 1 |
| 13 | Піпетка, з гумовим ковпачком | 64701-00 | 3 |
| 14 | Розчин гідроксиду кальцію, 1000 мл | 31458-70 | 1 |
| 15 | Кульки для кипіння, 200 г | 36937-20 | 1 |
| 16 | Бутановий пальник з картриджем, 220 г | 32180-00 | 1 |
| 17 | Рідкий універсальний індикатор, pH 1-13, 100 мл | 47014-02 | 1 |
Додаткове обладнання
| Позиція | Обладнання |
|---|---|
| 1 | Мінеральна вода |
| 2 | Цукор-рафінад |
Складання (1/3)
- Пронумеруй три пробірки від 1 до 3 і постав їх у штатив для пробірок.
Складання (2/3)
- Склади штатив із пальником відповідно до зображень ліворуч. Закріпи на стрижні штатива штативне кільце і поклади на нього дротяну сітку.
Складання (3/3)
- Пересунь штативне кільце по висоті так, щоб полум'я пальника саме досягало дротяної сітки.
- Наповни лабораторний стакан на 400 мл наполовину водою і додай кілька кульок для кипіння. Нагрій його до кипіння і відстав убік. Погаси полум'я бунзенівського пальника!
Виконання (1/2)
- Налий у пробірку 1 мінеральної води до висоти 4 см. Додай шматочок цукру-рафінаду або дві порції цукру на кінчику шпателя.
- Налий у пробірку 2 мінеральної води до висоти 4 см. Піпеткою додай кілька крапель універсального індикатора. Потім постав пробірку 2 приблизно на 5 хвилин у підготовлену гарячу водяну баню.
Виконання (2/2)
- Внеси піпеткою в пробірку 3 приблизно розчину гідроксиду кальцію. Піпеткою додай туди по краплях мінеральної води.
- Коли утвориться помутніння, долий у пробірку стільки мінеральної води, щоб суміш знову стала прозорою.
- Тепер постав пробірку 3 у гарячу водяну баню.
- Утилізація: розчини можна вилити в каналізацію.
Протокол
Спостереження
Запиши свої спостереження і зроби з них висновки.
a) Мінеральна вода з цукром:
b) Нагрівання мінеральної води:
c) Мінеральна вода з розчином гідроксиду кальцію:
Завдання 1
Де вуглекислий газ трапляється в природі?
Завдання 2
Доповни наведені твердження: 1. Якщо до напоїв, що містять вугільну кислоту, додати цукор чи сіль або нагріти їх, з них виганяється ____. Розчинність ____ сильно ____. 2. Вуглекислий газ частково реагує з водою з утворенням слабкої ____ - ____. 3. Значення pH мінеральної води з вугільною кислотою лежить у слабко ____ діапазоні. 4. Вуглекислий газ реагує з гідроксидом кальцію з утворенням ____, який випадає у вигляді білого помутніння.