§ 19. Вуглекислий газ

(презентація для учнів 8 класу НУШ з курсу "Хімія" за модельною програмою за ред.

Григорович О.В. та за підручником "Хімія. 8 клас" за ред. Григорович О.В., Недоруб О.Ю.)

Підготувала:  вчителька хімії та біології

 комунального закладу

"Маріупольська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів № 47

Маріупольської міської ради Донецької області" Сорівка Світлана Олександрівна

                                                                                                               Фізичні властивостi 

Вуглекислий газ — речовина, про яку часто згадують як у шкільних курсах, так і в щоденному житті. Попри те, що в природі його не так вже й багато, але він має неабияке значення для процесів у живій і неживій природі.

«Вуглекислий газ» — це традиційна назва речовини, а систематична назва — карбон(ІV) оксид (у західних країнах більше поширена назва «карбон діоксид»). Хімічна формула — СО2.

Вуглекислий газ:

•    безбарвна речовина, без смаку, без запаху (у невеликій концентрації); • розчинність у воді: за 0 °С в 1 л води розчиняється 1,73 г вуглекислого газу, за 25 °С — 1,45 г;

•    густина за 0 °С та нормального атмосферного тиску — 1,977 г/л, густина

Модель твердого карбон(IV) оксиду — 1,562 г/см3;

•    tсубл. = -78,5 °С (1 атм), tкип. = -56,6 °С (5 атм) або +20 °С (60 атм);   ^{молекули}

•    не горить і не підтримує горіння й дихання.    вуглекислого

газу

Як ви знаєте, вуглекислий газ є у складі повітря, але ми не відчуваємо його запаху через малий уміст. У великій

концентрації вуглекислий газ має слабкий «кислуватий» запах. Його можна відчути поряд з автівкою з

працюючим двигуном або якщо відкорковувати пляшку з дуже газованою водою.

Вуглекислий газ значно краще розчиняється у воді, ніж кисень і водень. Водний розчин вуглекислого газу має слабкий кислий і «колючий» смак, який ми відчуваємо в газованих напоях.

Вуглекислий газ майжев 1,5 раза важчий за повітря, через що він може накопичуватися в підвальних приміщеннях.

Вуглекислий газ — одна з небагатьох речовин у довкіллі, в якої за нормального атмосферного тиску немає температури кипіння.

Для нього характерний процес сублімації: перехід від твердого стану одразу в газуватий за нагрівання і навпаки за охолодження.

Твердий карбон(ІV) оксид називають сухим льодом: зовні він справді нагадує лід, а за нагрівання не стає рідким.

За підвищеного тиску вуглекислий газ може ставати рідким

(скраплюватися). Так, за тиску 60 атм він скраплюється навіть за кімнатної температури, що дає змогу легко його зберігати й

транспортувати в сталевих балонах (зазвичай чорного кольору).

У повітрі об’ємна частка вуглекислого газу близько 0,04 %. У такій концентрації він не шкідливий для людини й інших тварин. У більших концентраціях вуглекислий газ становить небезпеку: за вмісту 0,1 %

(за об’ємом) утруднюється дихання, людина стає млявою, за 0,3 %

— може статися блювота, за 3 % — порушується серцебиття, плутається свідомість, а 10 % може спричинити смерть.

Способи одержання вуглекислого газу

Найпоширенішими способами одержання вуглекислого газу є горіння карбоновмісних речовин і реакції солей карбонатної кислоти (карбонатів).

•     Горіння вугілля (або сажі):

С + О2 = СО2

•     Горіння метану й інших вуглеводнів (сполук Карбону зГідрогеном), які є основними компонентами природного газу:

СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О

•     Розкладання кальцій карбонату:

СаСО3 =t, 1000 °С СаО + CO2↑

Ці три способи є промисловими способами одержання вуглекислого газу.

Також у великих кількостях його одержують спиртовим бродінням

рослинної сировини, а вуглекислий газ є побічним продуктом виробництва. Одержати вуглекислий газ можна також взаємодією карбонатів із кислотами.

Спосіб, який часто є основою популярного досліду «содовий вулкан», ґрунтується на реакції соди з кислотою.

•      Реакція харчової (питної) соди з хлоридною кислотою:NaHCO3 + НСl = NaCl + СО2↑ + Н2О

•      Реакція кальцинованої соди із сульфатною кислотою:Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2↑ + H2O

У лабораторії вуглекислий газ зазвичай одержують взаємодією нерозчинного у воді кальцій карбонату з кислотою. Цю реакцію зручно здійснювати в апараті Кіппа:

СаСО3 + 2НСl = СаСl2 + СO2↑ + Н2O

У щоденному житті кальцій карбонат трапляється переважно у вигляді крейди, але в апараті Кіппа крейду використовувати не зручно. Для одержання

вуглекислого газу в ньому використовують іншу природну модифікацію кальцій карбонату — мармур.

Дізнайтеся більше

Кислотні дощі (дощова вода із домішками кислот) є не лише серйозною екологічною проблемою для ґрунтів, водойм і живих організмів. Кислотні опади також

пошкоджують пам'ятки архітектури,

виготовлені з мармуру. Впродовж

століть на поверхні мармуру

відбувається реакція кальцій карбонату з кислотою, що спричиняє руйнування скульптур.

Хімічні властивості вуглекислого газу

Карбон(IV) оксид — кислотний оксид, тому під час контакту з водою він розчиняється і певна його частка реагує з водою з утворенням нестійкої карбонатної кислоти:

СО2 + Н2О = Н2СО3

Оскільки карбон(IV) оксид є кислотним, він має реагувати з речовинами з протилежними хімічними властивостями — основними. З-поміж таких речовин вам уже відомі основні оксиди й основи.

Унаслідок взаємодії карбон(IV) оксиду з основними оксидами активних металічних елементів утворюються відповідні солі. Приміром, реакція з кальцій оксидом (негашеним вапном):

СаО + СО2 = СаСО3

Унаслідок взаємодії карбон(ІV) оксиду з лугами (розчинними основами) утворюються сіль і вода.

Наприклад, під час пропускання вуглекислого газу крізь розчин кальцій гідроксиду: Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3↓ + Н2О

Один із продуктів реакції — нерозчинний у воді кальцій карбонат, тож під час реакції ми спостерігатимемо утворення осаду. Саме цю реакцію використовують у лабораторній практиці для виявлення вуглекислого

газу. Кальцій гідроксид називають також гашеним

вапном, а його розчин у воді — вапняною водою. Отже, помутніння вапняної води під час пропускання газу — якісна реакція на вуглекислий газ.