Cách nhận biết một số chất khí bằng phương pháp hóa học

1. Nguyên tắc chung:

Muốn nhận biết hay phân biệt các chất hóa học cụ thể, ta phải dựa vào phản ứng đặc trưng và có hiện tượng nhận biết được bằng cách quan sát như màu, mùi, khả năng tạo kết tủa với các chất khác, đổi màu dung dịch, giải phóng chất có mùi hoặc có hiện tượng sủi bọt khí của chất hóa học đó. Hoặc có thể sử dụng một số tính chất vật lý của chất hóa học đó như độ tan, dễ bị phân hủy … Trong đó:

– Phản ứng hóa học được chọn để nhận biết chất hóa học đó phải là phản ứng đặc trưng đơn giản và có dấu hiệu rõ rệt. Thông thường để nhận biết n chất hóa học cần sử dụng (n-1) phản ứng hóa học.

– Các chất được sử dụng để phản ứng với chất hóa học cần nhận biết theo đề bài đều được coi là thuốc thử.

2. Các bước tiến hành thí nghiệm:

– Bước 1: Chiết các hóa chất cần nhận biết vào các ống nghiệm (mẫu thử) và đánh số thứ tự.

– Bước 2: Chọn thuốc thử thích hợp để phản ứng với chất hóa học cần nhận biết.

– Bước 3: Cho vào các ống nghiệm chứa chất hóa học cần nhận biết và ghi nhận các hiện tượng, phản ứng xảy ra và rút ra kết luận.

– Bước 4: Viết phương trình hóa học minh hoạ của phản ứng.

3. Cách nhận biết một số chất khí:

3.1. Nhận biết khí CO₂: 

 – Khí CO2 Không màu, không mùi nặng hơn không khí, rất ít tan trong nước nên khi tạo thành từ các dung dịch nước nó tạo nên sự sủi bọt khá mạnh và đặc trưng.

CO3^2- + 2H⁺ -> CO2 + H2O

HCO3^– + H+ -> CO2 + H2O

Để hấp thụ CO2 người ta thương dùng bình đựng lượng dư dung dịch Ba(OH)2 hoặc lượng dư dung dịch Ca(OH)2 bị hấp thụ, đồng thời tạo thành kết tủa trắng (làm đục nước vôi trong):

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

Tuy nhiên các khí SO2, SO3 cũng có tính chất đó, do tạo nên kết của BaSO3 và BaSO4 tương ứng.

3.2. Nhận biết khí SO₂:   

– Khí SO2 không màu, nặng hơn không khí, có mùi hắc, gây ngạt và độc, làm vẩn đục nước vôi trong giống CO₂

 – SO2 làm nhạt màu dung dịch nước brom hoặc dung dịch iot. Vì vậy, thuốc thử tốt nhất để hấp thụ SO2 và đồng thời nhận biết nó, phân biệt với CO2 là nước Brom dư:

SO₂ + Br₂ + 2H₂O → 2HBr + H₂SO₄

SO₂ + I₂ + 2H₂O → 2HI + H₂SO₄

3.3. Nhận biết khí Clo:

– Khí Clo có màu vàng lục, mùi hắc, độc, ít tan trong nước

– Nhận biết khí Clo bằng cách dùng giấy tẩm KI và hồ tinh bột. Do phản ứng tạo ra I₂ gặp hồ tinh bột tạo màu xanh tím.

Cl₂ + KI → 2KCl + I₂ (làm xanh tinh bột)

3.4. Nhận biết khí NO₂:

– Khí NO2 có màu nâu đỏ, độc, ít tan trong nước. Có thể nhận biết qua màu nâu đỏ khi nồng độ NO₂ đủ lớn.

4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

3. 5. Nhận biết khí H₂S:

– Khí H2S không màu, nặng hơn không khí, có mùi trứng thối, độc. Lượng rất nhỏ H2S có trong không khí cũng khiến ta dễ dàng nhận ra do mùi thối khó chịu của nó.

– H2S dễ dàng tạo kết tủa sunfua có màu với các dung dịch của nhiều loại muối ngay trong môi trường axit:

Cu²⁺ + H₂S → CuS + 2H⁺

Pb²⁺ + H₂S → PbS + 2H⁺

Do đó, có thể dùng miếng giấy lọc tẩm dung dịch muối chì axetat không màu để nhận biết sự có mặt của khí này.

3.6. Nhận biết khí NH₃:

– Khí NH3 không màu, tan nhiều trong nước, nhẹ hơn không khí, có mùi khai đặc trưng, kích thích mắt và hệ thống hô hấp rất mạnh. Lượng rất nhỏ khí này trong không khí cũng khiến ta nhận ra ngay bằng mùi khai đặc trưng của nó.

– Đồng thời NH3 làm xanh quỳ tím ẩm chuyển thành màu xanh vì NH3 tan nhiều trong nước và là một bazo yếu.

4. Một số câu hỏi vận dụng:

Câu 1. Có 4 dung dịch mất nhãn riêng biệt sau: NaOH, H₂SO₄, HCl, Na₂CO₃. Chỉ dùng thêm hoá chất nào sau đây để phân biệt 4 dung dịch trên

A. Dung dich BaCl₂.

B. Dung dich phenolphtalein.

C. Dung dich NaHCO₃.

D. Quy tím.

Hướng dẫn giải: