Come Eseguire un Test per l'Anidride Carbonica

L'anidride carbonica (CO₂) è inodore e incolore, non puoi quindi individuarla con la sola osservazione. Devi raccogliere un campione d'aria (o di CO₂) e poi eseguire uno dei diversi test per verificarne la presenza. Puoi creare delle bolle di gas nell'acqua di calce oppure tenere un fiammifero acceso nel campione per capire se la fiamma si spegne in presenza di CO₂.

Metodo 1

Metodo 1 di 3:

Preparare il Campione

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Per iniziare il test, hai bisogno di una provetta sigillata piena di anidride carbonica; in alternativa, puoi usare un cilindro per gas, una provetta termica o qualsiasi altro contenitore a chiusura ermetica. In genere, la raccolta avviene sopra un becher che contiene acqua; l'anidride carbonica è più densa dell'aria, puoi quindi "catturarla" usando una siringa a tenuta di gas oppure con dei tubi di diffusione.
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Mescola il carbonato di calcio con l'acido cloridrico. Il modo più semplice per campionare la CO₂ è far reagire queste due sostanze. Per iniziare, versa 20 ml di acido in una beuta conica, aggiungi una cucchiaiata di carbonato di calcio e quando si innesca la reazione copri la beuta con un tappo e una cannula: il gas entra nella cannula e raggiunge una provetta capovolta, a sua volta immersa in una ciotola d'acqua. Se l'acqua presente nella provetta si sposta, significa che il gas si sta accumulando all'interno del contenitore.^{[1]XFonte di ricerca}
- Puoi continuare a raccogliere il campione fintanto che la reazione resta attiva.
- Per eseguire delle dimostrazioni in classe, è sufficiente una piccola quantità di acido cloridrico; il migliore è quello diluito a concentrazioni di 1 M o 2 M, ma va utilizzato con grande attenzione. L'equazione chimica che descrive la reazione è: CaCO₃(s) + 2HCl(aq) ==> CaCl₂(aq) + H₂O(l) + CO₂(g).
- Sii molto cauto quanto lavori con l'acido cloridrico - indossa dei guanti, un camice da laboratorio, occhiali di protezione ed evita il contatto diretto con la sostanza! Sarebbe meglio far innescare questa reazione solo se hai accesso a un vero e proprio laboratorio strutturato.^{[2]XFonte di ricerca}
Mettila in una griglia di supporto per tenerla al sicuro finché non puoi eseguire il test. Il tappo è un modello particolare per laboratorio che consente l'inserimento di una cannula per il trasferimento del campione in altri recipienti. È importante sigillare il contenitore per non far uscire la CO₂; se lasci la provetta aperta, il gas si mescola all'aria e il test è meno efficace.
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Metodo 2

Metodo 2 di 3:

Inserire le Bolle di CO₂ nell'Acqua di Calce

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Il modo più efficace per verificare la presenza di anidride carbonica è iniettare il gas attraverso una soluzione diluita di idrossido di calcio (calce idrata). Quando il gas entra nel liquido, si formano dei precipitati solidi di carbonato di calcio, gesso o calcite; il carbonato di calcio è insolubile in acqua.^{[3]XFonte di ricerca} Inoltre, se nel campione c'è della CO₂, l'acqua di calcio diventa torbida e lattiginosa.^{[4]XFonte di ricerca}
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Prepara una soluzione d'acqua di calcio. Si tratta di un procedimento semplice che consiste nel diluire l'idrossido di calcio in acqua. Questo composto (Ca(OH)₂) è una polvere bianca che puoi acquistare in qualsiasi negozio di forniture per laboratori. L'acqua di calce pura, una volta mescolata, è trasparente, incolore, con un leggero odore terroso e il sapore alcalino e amaro dell'idrossido di calcio. Segui queste istruzioni per realizzarla:
- Metti un cucchiaino di idrossido di calce in un barattolo pulito da 4 litri (o anche più piccolo). L'acqua di calce è una soluzione satura, il che significa che aggiungendo dell'altro soluto, questo non si dissolve. Fintanto che usi un contenitore non più capiente di 4 litri, un cucchiaino di idrossido di calcio dovrebbe saturare completamente il liquido.^{[5]XFonte di ricerca}
- Riempi il barattolo con acqua distillata o di rubinetto. La prima permette di ottenere una soluzione pura, ma i minerali presenti in quella di rubinetto non dovrebbero alterare il test.
- Metti il tappo al barattolo, scuoti vigorosamente la soluzione per 1-2 minuti e poi lasciala riposare per 2 ore.
- Versa il liquido più trasparente che si trova nella parte alta del recipiente attraverso un filtro per caffè americano o di carta. Fai molta attenzione a non rimescolare i sedimenti; se necessario, ripeti il procedimento di filtrazione finché non ottieni una soluzione perfettamente trasparente. Conservala quindi in una bottiglia o barattolo puliti.
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Crea delle bolle di gas nell'acqua di calce. Riempi a metà una provetta con la soluzione e fai bollire il liquido. Utilizza una cannula per trasferire il contenuto della provetta del campione di CO₂ direttamente nell'acqua di calce bollente. Dovresti usare un tubo di diffusione flessibile o, in mancanza d'altro, una cannula di metallo; lascia che il gas "bolla" nel liquido e aspetta che la reazione si inneschi.
- Se preferisci non far bollire il liquido, puoi iniettare il gas direttamente nella provetta semipiena d'acqua di calce usando una siringa da laboratorio. Chiudi il recipiente con un tappo e agitalo vigorosamente per 1-2 minuti; se nel campione c'è dell'anidride carbonica, il liquido diventa torbido.^{[6]XFonte di ricerca}
Se il campione di gas contiene della CO₂, l'acqua di calce diventa lattiginosa a causa delle particelle di carbonato di calcio in sospensione. Se il liquido sta bollendo e inserisci il gas, la reazione dovrebbe iniziare immediatamente; se non accade nulla per un minuto circa, puoi affermare con sicurezza che nel campione non c'è anidride carbonica.^{[7]XFonte di ricerca}
Comprendi qual è il fenomeno che avviene e che indica la presenza di CO₂. L'equazione chimica che lo descrive è: Ca(OH)₂ (aq) + CO₂ (g) -> CaCO₃ (s) + H₂O (l). In altre parole: l'unione fra l'acqua di calce (liquida) e il gas (che contiene CO₂) innesca la formazione di calce solida (le particelle) e acqua liquida.^{[8]XFonte di ricerca}
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Metodo 3

Metodo 3 di 3:

con un Fiammifero Acceso

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Prova a usare il campione di gas per spegnere una fiamma. L'anidride carbonica, in concentrazioni elevate, estingue il fuoco. Ti basta tenere un piccolo fiammifero acceso dentro la provetta che potrebbe contenere CO₂; se il gas è presente, la fiamma dovrebbe spegnersi immediatamente. La combustione (il processo di creazione del fuoco) è la reazione fra l'ossigeno e un'altra sostanza, consiste in una rapida ossidazione del composto organico e la riduzione dell'ossigeno. Il fuoco si spegne perché l'ossigeno viene sostituito dalla CO₂, che è un gas incombustibile.
- Sii consapevole che qualsiasi composto gassoso in cui non sia presente l'ossigeno fa spegnere una fiamma; di conseguenza, questo test non è affidabile per identificare espressamente la CO₂ e potrebbe indurti in errore.^{[9]XFonte di ricerca}
Assicurati che il campione sia conservato correttamente e che il recipiente sia sigillato ermeticamente prima di procedere. Accertati che la provetta non contenga gas infiammabili o esplosivi; in tal caso, l'introduzione di un fiammifero acceso potrebbe essere pericoloso o come minimo molto spaventoso.
Usa un fiammifero lungo o una striscia di legno. Va bene anche un fiammifero comune o un accendino, ma più le dita sono lontane dall'apertura del contenitore e più sicuro è l'esperimento. Se la fiamma si spegne subito, c'è un'elevata concentrazione di anidride carbonica nella provetta.
Riempi la siringa con il campione. Usa poi una goccia di cera fusa per fissare una piccola candela a una moneta; trasferisci il tutto in una tazza dall'apertura larga e accendi la candela. Inserisci il tubo nella siringa e trasferisci la CO₂ sul fondo della tazza. Se rilasci l'intero contenuto della siringa nel giro di un paio di secondi, la fiamma dovrebbe spegnersi.
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