Czy da się pokazać te doświadczenia w domu?

Tak, i to tanio: łyżka sody oczyszczonej zalana octem w dzbanku wytwarza mnóstwo dwutlenku węgla. Niewidzialny gaz można potem ostrożnie „przelać” z dzbanka nad płonącą podgrzewaczową świeczką — zgaśnie, choć pozornie nic na nią nie wylano. To bezpieczna wersja szkolnego pokazu i najlepszy dowód, że CO_2 jest cięższy od powietrza i nie podtrzymuje spalania. Wodę wapienną do próby ze słomką można kupić w aptece.

Jak wytłumaczyć różnicę między dwutlenkiem węgla a czadem?

Dwoma obrazami. Dwutlenek węgla działa jak poduszka: wypiera tlen, człowiek czuje duszność i ma sygnał ostrzegawczy. Czad oszukuje krew: podszywa się pod tlen i zajmuje jego miejsce w hemoglobinie, a organizm nie czuje nic — dlatego zatrucia zdarzają się we śnie. Stąd żelazna zasada: czujnik czadu przy piecyku gazowym i drożna wentylacja. Uwaga: czujnik dymu to inne urządzenie i czadu nie wykrywa.

Czy bąbelki w napojach są szkodliwe?

Sam dwutlenek węgla w napoju nie jest trujący — tworzy z wodą jedynie słaby, nietrwały kwas, który czujemy jako szczypanie. Przy okazji warto pokazać chemię w akcji: potrząśnięta butelka syczy, bo spada w niej ciśnienie i rozpuszczony gaz gwałtownie ucieka. To ta sama zasada, przez którą ciepła cola musuje mocniej niż zimna — gaz gorzej rozpuszcza się w cieplejszej wodzie.

Tlenek węgla(IV) — dwutlenek węgla

około 10 minut

W tej lekcji1/10

Niedaleko Neapolu jest jaskinia zwana Psią Grotą: człowiek wchodzi do niej bez szwanku, a pies po chwili mdleje. To nie klątwa — przy samej ziemi zalega tam niewidzialny gaz, którym nie da się oddychać. Ten sam gaz musuje w twojej oranżadzie i gasi pożary. Poznaj tlenek węgla(IV), czyli dwutlenek węgla $\mathrm{CO_2}$ .

Bezbarwny, bezwonny — i ciężki

$\mathrm{CO_2}$ jest bezbarwny i bezwonny — nie zobaczysz go ani nie wywęszysz. Jest za to około półtora raza cięższy od powietrza, więc jak niewidzialna ciecz spływa w dół i wypełnia zagłębienia: piwnice, studnie, jaskinie. Tajemnica Psiej Groty rozwiązana: pies niesie nos tuż nad ziemią — w warstwie $\mathrm{CO_2}$ — a człowiek oddycha metr wyżej, ponad nią.

Dwutlenek węgla — jeden węgiel, dwa tleny

Świeczka gaśnie, gaśnica działa

$\mathrm{CO_2}$ nie pali się i nie podtrzymuje spalania — wstawiona do niego świeczka po prostu gaśnie. Dlatego napełnia się nim gaśnice śniegowe: warstwa ciężkiego gazu odcina ogień od tlenu. Nie podtrzymuje też oddychania — w zamkniętej piwnicy, gdzie się nagromadzi, powstaje duszący „zaduch”. Stara zasada: zanim zejdziesz, opuść na sznurku zapaloną świecę. Gdzie ona gaśnie, tam tobie zabraknie tlenu.

Próba z wodą wapienną — wykrywanie $\mathrm{CO_2}$

1
Nalej do probówki odrobinę wody wapiennej — klarownego roztworu wodorotlenku wapnia.
$\mathrm{Ca(OH)_2} \text{ — woda wapienna}$
2
Zanurz słomkę i delikatnie dmuchaj — wydychane przez ciebie powietrze zawiera $\mathrm{CO_2}$ .
$\mathrm{CO_2} + \mathrm{Ca(OH)_2} \rightarrow \ ?$
3
Roztwór mętnieje: strąca się biały, nierozpuszczalny węglan wapnia. Zmętnienie to dowód, że w badanym gazie był $\mathrm{CO_2}$ .
$\mathrm{CO_2} + \mathrm{Ca(OH)_2} \rightarrow \mathrm{CaCO}_3\downarrow + \mathrm{H_2O}$
Wskazówka
Mętnienie wody wapiennej to policyjny test na $\mathrm{CO_2}$ — żaden inny szkolny gaz tak nie robi.

Wszystkie kroki za Tobą!

Twoja kolej

W akwarium palą się dwie świeczki: krótka przy dnie i wysoka. Ostrożnie wlewasz do środka $\mathrm{CO_2}$ ze zlewki. Która świeczka zgaśnie pierwsza?

Gaz, który musuje

$\mathrm{CO_2}$ rozpuszcza się w wodzie — bąbelki w napojach gazowanych to właśnie uciekający dwutlenek węgla. Rozpuszczony gaz nadaje wodzie lekko kwaśny odczyn i szczypiący smak. Zestalony $\mathrm{CO_2}$ to suchy lód (około −78 °C): nie topnieje w kałużę, tylko przechodzi wprost w gaz — dlatego „suchy”. Chłodzi lody na wynos i robi sceniczną „mgłę”.

Suchy lód jest o tyle zimniejszy od zwykłego

Skąd się bierze i kto go sprząta

Do powietrza $\mathrm{CO_2}$ trafia z trzech głównych źródeł: z oddychania (każdy twój wydech), ze spalania paliw (ognisko, kuchenka, silnik) i z fermentacji (rosnące ciasto drożdżowe, kiszonki). Sprzątaczka jest jedna: fotosynteza. Rośliny pochłaniają $\mathrm{CO_2}$ i budują z niego cukry, oddając do powietrza tlen — dlatego las nazywa się „fabryką tlenu”.

Obieg dwutlenku węgla

Pułapka! $\mathrm{CO_2}$ to nie czad

Źle: „dwutlenek węgla to czad”.

Dobrze: czad to tlenek węgla(II) $\mathrm{CO}$ — inny związek i inne zagrożenie. $\mathrm{CO_2}$ dusi: wypiera tlen z pomieszczenia, a organizm alarmuje dusznością. Czad $\mathrm{CO}$ truje: wiąże się z hemoglobiną krwi dużo mocniej niż tlen i blokuje jego transport — bez zapachu, bez ostrzeżenia, często we śnie. Powstaje przy niepełnym spalaniu, gdy piecykowi brakuje powietrza. Dlatego w domu wisi czujnik czadu — nos go nie zastąpi.

Twoja kolej

Łazienka z gazowym piecykiem i zaklejoną kratką wentylacyjną. Który gaz jest tu najgroźniejszy i dlaczego?

Ściąga do zapamiętania

Tlenek węgla(IV) — właściwości, wykrywanie i groźny kuzyn?

$\mathrm{CO_2}$ jest bezbarwny, bezwonny i CIĘŻSZY od powietrza — zbiera się przy podłodze, w piwnicach i studniach. Nie podtrzymuje spalania ani oddychania: gasi świeczkę, napełnia gaśnice śniegowe. Rozpuszcza się w wodzie (napoje gazowane, lekko kwaśny odczyn); zestalony to suchy lód. WYKRYWANIE: mętni wodę wapienną — $\mathrm{CO_2} + \mathrm{Ca(OH)_2} \rightarrow \mathrm{CaCO}_3 + \mathrm{H_2O}$ . Powstaje przy oddychaniu, spalaniu i fermentacji; zużywa go fotosynteza. NIE MYLIĆ z czadem $\mathrm{CO}$ : dwutlenek dusi, wypierając tlen, a czad truje, wiążąc się z krwią — powstaje przy NIEPEŁNYM spalaniu.

Dla rodzica

Jak pomóc dziecku w tym temacie?

Czy da się pokazać te doświadczenia w domu?: Tak, i to tanio: łyżka sody oczyszczonej zalana octem w dzbanku wytwarza mnóstwo dwutlenku węgla. Niewidzialny gaz można potem ostrożnie „przelać” z dzbanka nad płonącą podgrzewaczową świeczką — zgaśnie, choć pozornie nic na nią nie wylano. To bezpieczna wersja szkolnego pokazu i najlepszy dowód, że $\mathrm{CO_2}$ jest cięższy od powietrza i nie podtrzymuje spalania. Wodę wapienną do próby ze słomką można kupić w aptece.
Jak wytłumaczyć różnicę między dwutlenkiem węgla a czadem?: Dwoma obrazami. Dwutlenek węgla działa jak poduszka: wypiera tlen, człowiek czuje duszność i ma sygnał ostrzegawczy. Czad oszukuje krew: podszywa się pod tlen i zajmuje jego miejsce w hemoglobinie, a organizm nie czuje nic — dlatego zatrucia zdarzają się we śnie. Stąd żelazna zasada: czujnik czadu przy piecyku gazowym i drożna wentylacja. Uwaga: czujnik dymu to inne urządzenie i czadu nie wykrywa.
Czy bąbelki w napojach są szkodliwe?: Sam dwutlenek węgla w napoju nie jest trujący — tworzy z wodą jedynie słaby, nietrwały kwas, który czujemy jako szczypanie. Przy okazji warto pokazać chemię w akcji: potrząśnięta butelka syczy, bo spada w niej ciśnienie i rozpuszczony gaz gwałtownie ucieka. To ta sama zasada, przez którą ciepła cola musuje mocniej niż zimna — gaz gorzej rozpuszcza się w cieplejszej wodzie.

Sprawdź się!

Dwutlenek węgla gromadzi się przy podłodze piwnicy, a nie pod sufitem. Dlaczego?

Jak sprawdzić, że w naczyniu znajduje się $\mathrm{CO_2}$ ?

Który proces ZUŻYWA dwutlenek węgla z powietrza?

Dlaczego woda gazowana ma lekko kwaśny smak?

Czym czad $\mathrm{CO}$ różni się od dwutlenku węgla $\mathrm{CO_2}$ ?

Następny temat

Wodór — właściwości i zastosowania