二氧化碳的制取公式-二氧化碳制取反应式
二氧化碳如何弄出来的:把石头和石灰石“化”开 说起二氧化碳那玩意儿,咱们先把它跟日常见到的天然气要么煤气分清楚点,那是另一种东西。二氧化碳就是大白气的亲戚,它无色无臭,但要是你把它放进水里,那些气泡就会麻利膨胀,形成一种像碳酸饮料里开那样好看、却会冒泡的现象。
这张“气泡图”实际上是二氧化碳气体遇水后生成的碳酸液,俗称汽水味。 在实验室里,想要拿到纯净的二氧化碳,实际上并不像乍一听那么复杂,核心就三步:烧石灰石、通水,最终溜进集气瓶。
要是想量多装点,那就得用石灰水,把气体倒进去,你就能用排水法把收集到的气体全挤出来。 起初,如何让石灰石变成二氧化碳呢?别去挖那些野生的石灰石要么大理石块,出于它们在常温下跟空气里的二氧化碳反应忒慢,根本起不到功能。最好的选择是石灰石。
这东西在烧的时候,跟空气中的氧气一碰,冒出的热量会让它剧烈反应,与此同时释放出二氧化碳。在实验室里,大家最常用的就是那种纯度贼高的石灰石,特别是那种加了晶须的,这样反应的时候特别繁华,烧完的渣子少,剩下的固体残渣也好办,便于处理。 反应的过程实际上挺好办的,石灰石里的碳酸钙跟空气中的氧气反应,生成氧化钙(也就是我们说的生石灰,俗称熟石灰)、二氧化碳和水。生石灰遇水之后,会立马形成另一个反应,生成氢氧化钙。
这个氢氧化钙别看能溶解大量二氧化碳,但它在常温下的溶解本事实际上有限,故此反应过程需求持续供应氧气,并且保持温度在合适状态。 说到数据,要是把石灰石烧得稀巴烂,反应速度会快大量。
一般来说,用纯度 95% 以上的石灰石,在氧气浓度 20% 左右的环境下,反应温度在 400℃到 600℃之间,速度会快两倍。
要是加了晶须,反应速度再提升十倍。
这时候生成的氢氧化钙浓度大约在 12% 到 18% 之间,这个浓度对于后续的“冲洗”步骤正好够用。
要是反应温度再高,超过 700℃,生成的石灰石残渣就会增添大量,到时候处理起来可就费事,就连得用酸洗掉。 实际上,反应是在燃烧炉里进行的。先把炉子烧热,然后往里面放石灰石和充足的氧气。
这时候,气泡就启动冒出来了。烧完之后,把炉门关上,再把烧过的石灰石放进水里。
这时候,悬浮在石灰水里的二氧化碳就会被水“吸”走,变成碳酸液,这样就收集到了。 收集二氧化碳实际上分两种情况。
要是是实验室为了练手,用排水法是最常见的。把生成的气体通入装满水的集气瓶,然后把瓶口朝下,让气体从底部往上排,这样就能把空气挤出去,收集到纯净的二氧化碳了。
要是用石灰水,那就是把气体倒进去,利用石灰水吸收二氧化碳的特性,就能把这些气体全体收走。
不过要注意,二氧化碳能溶于水,故此收集的时候水温不能忒高,要是水温超过 40℃,溶解度会下降大量,收出来的气体可能就不够纯了。 在化学反应原理里,这个反应实际上能够写成方程式:CaCO₃ + O₂ → CaO + CO₂。
不过在实际应用中,我们更关心的是烧的时候形成了啥。当石灰石在高温下与氧气反应时,会生成氧化钙和二氧化碳。反应速率跟温度有直接关系,温度越高,反应越快。实验数据显示,反应温度在 400℃时,每单位工夫能形成一定量的二氧化碳;要是温度达到 600℃,产量直接翻倍。
要是温度再高,生成的石灰石残渣就会增添,这时候就需求在反应过程中就处理掉剩下的固体,以免堵塞管道要么增添后续操作难度。 生成的氢氧化钙溶液,也就是石灰水,是实验室里常见的物质之一。它不仅能吸收二氧化碳,还能被用来检验二氧化碳的存有。把气体通入石灰水中,液面会上升,并且生成的碳酸钙沉淀会让水变浑浊。
这个现象贼明显,只要有二氧化碳进去,浑浊就出现;去掉二氧化碳,澄清又恢复。 最终,如何把这瓶气体装好?收集到的二氧化碳要等冷却到室温后再装瓶,不然里面的气体还是热的,密度也大,会跑出来。装的时候,把瓶子倒过来,让液体流出来,把空气排空,这样拿到的二氧化碳才是干净利落的。
要是想装多一点,就得用石灰水,这时候气体直接倒进去,利用石灰水的吸收本事,就能把气体全体收走。 总而言之,二氧化碳的制作实际上就没了,就是烧石灰石、通点水那么好办。
要是在实验室里想多多造点,那就好好管住温度,用好的石灰石,把反应速度拉高一点,收出来的气体就多。
声明:演示网站所有内容,若无特殊说明或标注,均来源于网络转载,仅供学习交流使用,禁止商用。若本站侵犯了你的权益,可联系本站删除。
