Практическая работа №5: Получение углекислого газа

Практическая работа № 5 Тема: Получение углекислого газа. Качественная реакция на карбонат-ионы. Ниже приведены записи наблюдений и уравнения реакций для оформления в тетради. К пункту 2. Получение углекислого газа При добавлении соляной кислоты к мрамору наблюдается бурное выделение бесцветного газа (вскипание). Молекулярное уравнение: \[ CaCO_{3} + 2HCl \rightarrow CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow \] Полное ионное уравнение: \[ CaCO_{3} + 2H^{+} + 2Cl^{-} \rightarrow Ca^{2+} + 2Cl^{-} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow \] Сокращенное ионное уравнение: \[ CaCO_{3} + 2H^{+} \rightarrow Ca^{2+} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow \] К пункту 3. Взаимодействие углекислого газа с водой При пропускании газа через воду с лакмусом раствор окрашивается в красный цвет. Это происходит из-за образования слабой угольной кислоты. Молекулярное уравнение: \[ CO_{2} + H_{2}O \rightleftarrows H_{2}CO_{3} \] Ионное уравнение (диссоциация кислоты): \[ H_{2}CO_{3} \rightleftarrows H^{+} + HCO_{3}^{-} \] К пункту 4. Взаимодействие с известковой водой При пропускании углекислого газа через известковую воду наблюдается её помутнение из-за образования нерастворимого карбоната кальция. Это качественная реакция на углекислый газ. Молекулярное уравнение: \[ Ca(OH)_{2} + CO_{2} \rightarrow CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O \] Полное ионное уравнение: \[ Ca^{2+} + 2OH^{-} + CO_{2} \rightarrow CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O \] К пункту 5. Растворение осадка при избытке газа При длительном пропускании газа муть исчезает, так как нерастворимый карбонат переходит в растворимый гидрокарбонат кальция. Молекулярное уравнение: \[ CaCO_{3} + H_{2}O + CO_{2} \rightarrow Ca(HCO_{3})_{2} \] Ионное уравнение: \[ CaCO_{3} + H_{2}O + CO_{2} \rightarrow Ca^{2+} + 2HCO_{3}^{-} \] К пункту 6 и 7. Сбор и проверка газа Углекислый газ собирают методом вытеснения воздуха, держа пробирку отверстием вверх, так как \( CO_{2} \) тяжелее воздуха. Внесенная горящая лучинка гаснет, так как углекислый газ не поддерживает горение. К пункту 8. Качественная реакция на карбонат-ионы При добавлении серной кислоты к растворам карбонатов наблюдается выделение газа. Для карбоната натрия: \[ Na_{2}CO_{3} + H_{2}SO_{4} \rightarrow Na_{2}SO_{4} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow \] \[ CO_{3}^{2-} + 2H^{+} \rightarrow H_{2}O + CO_{2}\uparrow \] Для карбоната калия: \[ K_{2}CO_{3} + H_{2}SO_{4} \rightarrow K_{2}SO_{4} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow \] \[ CO_{3}^{2-} + 2H^{+} \rightarrow H_{2}O + CO_{2}\uparrow \] Вывод: В ходе работы мы получили углекислый газ реакцией обмена между карбонатом кальция и кислотой. Изучили его свойства: образование кислоты с водой, взаимодействие со щелочами и неспособность поддерживать горение. Качественной реакцией на карбонат-ион является взаимодействие с сильной кислотой, сопровождающееся выделением газа.