[CHUẨN NHẤT] Điều chế CO2 trong phòng thí nghiệm | Myphamthucuc.vn

Điều chế CO₂ trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm ta thường điều chế khí CO₂ từ CaCO₃ và dung dịch HCl (dùng bình kíp), do đó khí CO₂  thu được còn bị lẫn một ít khí hiđro clorua và hơi nước.

Phương trình phản ứng: 

CaCO3_(r)  + 2HCl_(dd) → CaCl_2(dd) + CO_{2 (k)} ↑ +H₂O(l)

Để thu được CO₂ tinh khiết (do có lẫn khí hiđro clorua, hơi nước) ta cho hỗn hợp khí và hơi  qua bình đựng dung dịch NaHCO₃ dư, hiđro clorua bị giữ lại. Tiếp tục cho hỗn hợp còn lại đi qua bình đựng H₂SO₄ đặc hoặc P₂O₅, hơi nước bị hấp thụ. Ta thu được CO₂ tinh khiết.

HCl_(k) + NaHCO_{3 (dd)} → NaCl _(dd) + CO_{2 (k)} ↑ +H₂O(l)

H₂SO₄ đặc hấp thụ  hơi nước.

Khí CO₂ có từ đâu?

Khí CO₂ được sinh ra từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm:

– Khí thoát ra từ các vụ phun trào núi lửa.

– Là sản phẩm cháy của các hợp chất hữu cơ và hoạt động hô hấp của các sinh vật sống hiếu khí.

– CO₂ là kết quả của sự lên mên của một số vi sinh vật và hô hấp của tế bào. Thực vật hấp thu CO₂ để quang hợp để tạo thành cacbonhydrat và giải phóng khí oxy. Các sinh vật di dưỡng sử dụng oxy để hô hấp rồi thải khí CO₂, tạo thành một chu trình.

– Quá trình phân hủy xác động vật cũng tạo ra khí cacbon didoxit.

– Khí thải công nghiệp, quá trình đốt nhiên liệu, đốt xăng của các phương tiện giao thông vận tải, hoạt động đun nấu trong sinh hoạt, đốt phá rừng bừa bãi… cũng là nguồn sinh ra khí cacbonic.

Trong công nghiệp, CO₂ được sản xuất từ những khí sinh ra trong quá trình lên men rượu bia, phân hủy chất béo, sản xuất hóa chất như amoniac, tổng hợp methanol hoặc từ khói của các nhà máy đốt than công nghiệp. Người ta thu khí CO₂ vào các bình sơn đen có chữ màu vàng, nếu được phân phối với số lượng lớn thì nó sẽ được lưu trữ trong các tec chứa siêu lạnh.

Ứng dụng của CO₂ trong đời sống

Trong công nghệ thực phẩm

Ứng dụng của CO₂ được sử dụng khá phổ biến trong chế biến và bảo quản thực phẩm.

– Khí cacbonic được sử dụng để tạo gas cho nhiều loại thức uống như nước coca, pepsi, 7up,…

– Ở dạng rắn, cacbon dioxit không nóng chảy mà chỉ thăng hoa. Người ta ứng dụng tính chất đặc biệt này để bảo quản các loại thực phẩm tươi sống.

Trong công nghiệp

– Được sử dụng trong bình chữa cháy

– Trong ngành luyện kim, khí CO₂ được sử dụng trong sản xuất khuôn đúc để tăng độ cứng

– Trong sản xuất và xây dựng, khí cacbonic được sử dụng là một thành phần bảo vệ các mối hàn, chống lại sự oxy hóa.

– Là nguyên liệu dùng trong chế biến và sản xuất methanol, urê…

CO₂ và hiện tượng hiệu ứng nhà kính

Khí CO₂ là nguyên nhân chính gây hiệu ứng nhà kính. Cùng với hoạt động xả thải quá mức và không có điểm dừng khí thải trực tiếp của con người ra ngoài môi trường chủ yếu là khí CO₂, với số lượng lớn hư vậy đã bao phủ khí quyển và phá hủy tầng ozon, như một tầng kính dày bao phủ toàn bộ Trái đất khiến cho Trái đất trông giống như một nhà kính lớn.

Theo tính toán của các nhà khoa học, nếu không có lớp khí quyển này nhiệt độ trung bình của bề mặt Trái Đất có thể chỉ là -23 độ. Tuy nhiên, hiện tại nhiệt độ thực tế là 15 độ. Điều này cho thấy rằng, các chất gây hiệu ứng nhà kính đã làm Trái đất nóng lên 38 độ. Sự phát triển nhanh chóng của dân số thế giới cũng như sự khai thác không hợp lý tài nguyên thiên nhiên của con người đang ngày ngày khiến lượng CO₂ tăng nhanh.

Các hoạt động chính gây ra khí CO₂ bao gồm:

– Hoạt động hô hấp của động vật, con người

– Hoạt động của thiên nhiên: núi lửa, cháy rừng,..

– Hoạt động của con người: sản xuất của các nhà máy và các phương tiện giao thông

Các hoạt động trên đã tác động tiêu cực đến khí hậu và ảnh hưởng trực tiếp đến chính con người chúng ta. Ngày nay các hoạt động sinh hoạt, khai thác và phát triển của con người cùng với các hoạt động chặt phá rừng bừa bãi. Khiến khí CO₂ ngày càng tăng, hiện tượng hiệu ứng nhà kính cũng tăng cao. Nhiệt độ không khí trên Trái Đất cũng theo đó mà tăng lên. 

Mức độ ô nhiễm không khí ngày càng trầm trọng khi lá phổi xanh của trái đất, các cánh rừng xanh bị chặt hạ, thiêu rụi vô số càng làm cho lượng khí CO₂ khổng lồ không được hấp thu nên gây tích tụ và dư thừa. Điều này càng làm cho hiệu ứng nhà kính ngày càng nan rộng diện tích trên tầng khí quyển và ngày 1 dày đặc hơn, trở nên phức tạp rất nhiều.

Khi các khí gây hiệu ứng nhà kính ngày càng tăng cao trong khí quyển thì việc nhiệt độ tăng nhanh là điều không tránh khỏi. Theo ước tính có khoa học thì đến giữa thế kỷ sau, Trái đất sẽ nóng thêm 1,5 đến 4,5 độ.

Nếu không kiểm soát được nguyên nhân gây ra biến đổi khí hậu thì tình trạng nhiệt độ ngày càng tăng sẽ là vấn đề không dễ giải quyết trong một vài hay hàng chục năm, sẽ dẫn tới những hậu quả xấu của hiệu ứng nhà kính trên nhiều lĩnh vực

Ngoài CO₂ ra, các khí CH₄, CFC, SO₂, metan, ozôn. Các halogen và hơi nước cũng nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính.

Ngoài ra, sự phát triển chóng mặt của dân số và công nghiệp cũng ảnh hưởng tới nhiệt độ Trái đất.