二氧化碳簡易實驗裝置

① 化學實驗室製取二氧化碳，應用什麼裝置

在化學實驗室中，製取二氧化碳一般使用啟普發生器或者固液常溫型裝置。
其中，啟普發生器是最常用的裝置，它是一種固液常溫型裝置，由球形漏斗、容器和導氣管三部分組成。使用啟普發生器制備二氧化碳的優點是能夠很好地控制反應的發生和停止，同時也能夠防止反應物迴流到漏斗中，從而避免實驗的失敗。
除了啟普發生器，也可以使用固液常溫型裝置來制備二氧化碳。這種裝置相對來說比較簡單，由試管、燒杯和單孔橡皮塞等組成。使用固液常溫型裝置制備二氧化碳的優點是操作簡單、易於制備，但是需要不斷地振盪試管，以便讓固體與液體充分接觸，從而產生更多的二氧化碳。
總之，實驗室中製取二氧化碳的裝置選擇應根據具體的實驗條件和需求來決定。

② 二氧化碳製取裝置

二氧化碳（carbon dioxide），一種碳氧化合物，化學式為CO2，化學式量為44.0095[1]，常溫常壓下是一種無色無味[2]或無色無嗅而其水溶液略有酸味[3]的氣體，也是一種常見的溫室氣體[4]，還是空氣的組分之一（佔大氣總體積的0.03%-0.04%[5]）。在物理性質方面，二氧化碳的熔點為-56.6℃，沸點為-78.5℃，密度比空氣密度大（標准條件下），溶於水。在化學性質方面，二氧化碳的化學性質不活潑，熱穩定性很高（2000℃時僅有1.8%分解），不能燃燒，通常也不支持燃燒，屬於酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，因與水反應生成的是碳酸，所以是碳酸的酸酐。[2][3]

二氧化碳一般可由高溫煅燒石灰石或由石灰石和稀鹽酸反應製得，主要應用於冷藏易腐敗的食品（固態）、作致冷劑（液態）、製造碳化軟飲料（氣態）和作均相反應的溶劑（超臨界狀態）等。[2]關於其毒性，研究表明：低濃度的二氧化碳沒有毒性，高濃度的二氧化碳則會使動物中毒。[6]

中文名
二氧化碳
外文名
carbon dioxide
別名
碳酸氣、碳酸酐、乾冰（固態）等[7]
化學式
CO2
分子量
44.0095[1]
快速
導航
分子結構

理化性質

產生途徑

制備方法

主要應用

計算化學數據

安全措施

相關法規
研究簡史
原始社會時期，原始人在生活實踐中就感知到了二氧化碳的存在，但由於歷史條件的限制，他們把看不見、摸不著的二氧化碳看成是一種殺生而不留痕跡的凶神妖怪而非一種物質。[10]
3世紀時，中國西晉時期的張華（232年－300年）在所著的《博物志》一書記載了一種在燒白石（CaCO3）作白灰（CaO）過程中產生的氣體，這種氣體便是如今工業上用作生產二氧化碳的石灰窯氣。[10]
17世紀初，比利時醫生海爾蒙特（即揚·巴普蒂斯塔·范·海爾蒙特，Jan Baptista van Helmont，1580年－1644年）發現木炭燃燒之後除了產生灰燼外還產生一些看不見、摸不著的物質，並通過實驗證實了這種被他稱為「森林之精」的二氧化碳是一種不助燃的氣體，確認了二氧化碳是一種氣體；還發現燭火在該氣體中會自然熄滅，這是二氧化碳惰性性質的第一次發現。不久後，德國化學家霍夫曼（即弗里德里希·霍夫曼，Friedrich Hoffmann，1660年－1742年）對被他稱為「礦精（spiritus mineralis）」的二氧化碳氣體進行研究，首次推斷出二氧化碳水溶液具有弱酸性。[10]
1756年，英國化學家布萊克（即約瑟夫·布萊克，Joseph Black，1728年－1799年）第一個用定量方法研究了被他稱為「固定空氣」的二氧化碳氣體，二氧化碳在此後一段時間內都被稱作「固定空氣」。[11]
1766年，英國科學家卡文迪許（即亨利·卡文迪許，Henry Cavendish，1731年－1810年）成功地用汞槽法收集到了「固定空氣」，並用物理方法測定了其比重及溶解度，還證明了它和動物呼出的和木炭燃燒後產生的氣體相同。[12]
1772年，法國科學家拉瓦錫（即安托萬-洛朗·拉瓦錫，Antoine-Laurent de Lavoisier，1743年－1794年）等用大火鏡聚光加熱放在汞槽上玻罩中的鑽石，發現它會燃燒，而其產物即「固定空氣」。同年，科學家普里斯特利（即約瑟夫·普里斯特利，Joseph Priestley，1733年－1804年）研究發酵氣體時發現：壓力有利於「固定空氣」在水中的溶解，溫度增高則不利於其溶解。這一發現使得二氧化碳能被應用於人工製造碳酸水（汽水）。[12]
1774年，瑞典化學家貝格曼（即托貝恩·奧洛夫·貝格曼，Torbern Olof Bergman，1735年－1784年）在其論文《研究固定空氣》中敘述了他對「固定空氣」的密度、在水中的溶解性、對石蕊的作用、被鹼吸收的狀況、在空氣中的存在、水溶液對金屬鋅、鐵的溶解作用等的研究成果。[11]
1787年，拉瓦錫在發表的論述中講述將木炭放進氧氣中燃燒後產生的「固定空氣」，肯定了「固定空氣」是由碳和氧組成的，由於它是氣體而改稱為「碳酸氣」。同時，拉瓦錫還測定了它含碳和氧的質量比（碳佔23.4503%，氧佔76.5497%），首次揭示了二氧化碳的組成。[10] [11]
1797年，英國化學家坦南特（即史密森·坦南特，Smitbson Tennant，1761年－1815年，[13] 又譯「台耐特」[14] 等）用分析的方法測得「固定空氣」含碳27.65%、含氧72.35%。[10]
1823年，英國科學家法拉第（即邁克爾·法拉第，Michael Faraday，1791年－1867年）發現加壓可以使「碳酸氣」液化。同年，法拉第和戴維（即漢弗里·戴維，Humphry Davy，1778年－1829年，又譯「笛彼」）首次液化了「碳酸氣」。[15] [16] [17]
1834年或1835年，德國人蒂羅里爾（即阿德里安·讓·皮埃爾·蒂羅里爾，Adrien-Jean-Pierre Thilorier，1790年－1844年，又譯「蒂洛勒爾」、「狄勞里雅利」[18] 、「奇洛列」[19] 等）成功地製得乾冰（固態二氧化碳）。[20] [21]
1840年，法國化學家杜馬（即讓-巴蒂斯特·安德烈·杜馬，Jean-Baptiste André Dumas，1800年－1884年）把經過精確稱量的含純粹碳的石墨放進充足的氧氣中燃燒，並且用氫氧化鉀溶液吸收生成的「固定空氣」，計算出「固定空氣」中氧和碳的質量分數比為72.734：27.266。此前，阿伏伽德羅（即阿莫迪歐·阿伏伽德羅，Amedeo Avogadro，1776年8月9日—1856年7月9日）於1811年提出了假說——「在同一溫度和壓強下，相同體積的任何氣體都含有相同數目的分子。」化學家們結合氧和碳的原子量得出「固定空氣」中氧和碳的原子個數簡單的整數比是2：1，又以阿伏伽德羅於1811年提出的假說為依據，通過實驗測出「固定空氣」的分子量為44，從而得出「固定空氣」的化學式為CO2，與此化學式相應的名稱便是「二氧化碳」。[11]

③ 製取二氧化碳的發生裝置

實驗室製取二氧化碳的發生裝置如下圖：

二、葯品選用有幾個需要注意的問題

1、不能用濃鹽酸代替稀鹽酸，因為濃鹽酸也有揮發性，會使製得的二氧化碳不純，還有氯化氫氣體雜質。

2、不能用稀硫酸代替稀鹽酸，因為硫酸與碳酸鈣反應生成的硫酸鈣微溶於水，會覆蓋在大理石表面，阻止反應的進行。

3、不能用碳酸鈉代替大理石或者石灰石，因為反應速率太快，不容易收集。

三、除雜乾燥

經常會出現說製取一瓶純凈和乾燥的二氧化碳，是提示你需要除雜和乾燥，先除雜後乾燥。製取二氧化碳中，含有的氣體雜質一般是氯化氫，常用飽和的碳酸氫鈉溶液除去，然後用濃硫酸乾燥。

④ 自製實驗裝置製取二氧化碳

第一種

工作原理：把酵母菌裝在盛有暖糖水的密閉瓶子里，瓶蓋上鑽一孔連吸氣管，酵母菌在瓶內自身繁殖，以糖為動力，產生酒和二氧化碳，二氧化碳的輕微壓力使氣體通過吸氣管到水裡，可接不同的擴散器材，酵母菌持續製造二氧化碳直到糖被用盡或酒精濃度太高則死亡。
調制：1/4湯匙酵母菌配兩杯糖水，加一點小蘇打（為使酵母菌耐受酒精，可不加）裝在2L的瓶子里，搖勻，為加快反應速度，可用暖糖水（不要超過40度）。此配製適合10-30加侖的水量，超過30加侖，可配製兩瓶或更多。
注意事項：不需再加其它營養物質或在中途擰開瓶蓋加糖，因為利用的是發酵原理，如中途擰開瓶蓋，酵母菌就得消耗掉氧氣才進行無氧呼吸，減慢反應速度，這樣的配置已可反應幾個星期。
我的配置：此裝置不適合冬天最高氣溫低於十幾度又沒暖氣的地區，溫度對酵母菌的繁殖速度影響很大。
費用：酒餅：五個（二塊五）
2L可樂瓶：零
2米吸氣管：2元
我是用2L可樂瓶裝大半瓶的糖水，糖的濃度我大概是每200ml加兩湯匙，願意的話你可弄到飽和，不必拘泥於兩杯，水在集氣管下方就行，因為是冬天，加了五個酒餅，其實酵母菌可自身繁殖，可只加少量，只是等的時間要長點。
注意密封一定要好，鑽孔處用膠粘好，不要用膠布或生料帶。
我加了一個小瓶，可看到氣泡情況，也可過濾一些雜質（網上有的說會有雜質，有的說不會，可不用），從大瓶出來的集氣管放到小瓶的水中，另一條管則在小瓶的水面上穿過瓶蓋接到過濾泵的氧氣口，一米二的缸只用一瓶是不夠的，得加一瓶（等我有空瓶子再說）。
出氣量與溫度有很大關系，所以夏天的反應速度會比冬天大很多。

第二種

說起來很簡單，找個可樂瓶子，在蓋子上鑽個小孔，再找個潛水泵進氣管另一端控制進氣大小的小黑嘴兒，把它取下來，從瓶蓋的裡面把小嘴兒穿過去，再把瓶蓋裡面和小嘴兒接觸部分用電烙鐵焊牢焊嚴密，然後把蓋子擰在瓶子上，用手指堵住小嘴兒捏瓶子，在水中檢驗小嘴兒焊接部分是否漏氣，一定要絕對嚴密。好了，接下來就是往瓶子裡面裝洗干凈的碎雞蛋殼，多裝一些最好，如果一次沒那麼多不要緊，等以後吃完雞蛋把殼留好再往裡裝，哈哈，記住！可別為了要雞蛋殼，猛吃雞蛋，吃多了會打鳴兒的！：）雞蛋殼裝好後就往瓶子裡面倒醋精（一定要是醋精，而不是白醋，農貿市場有賣的3元一瓶，酸度最好在30g/100ml的），然後把瓶蓋擰緊，用軟管接在瓶蓋的小嘴兒上，另一端接個細砂氣頭放入草缸水中就行了。記住！千萬別搖瓶子，否則反應會太劇烈，就讓它慢慢地反應吧。如果氣太足可在軟管上加個小夾子，控制氣流量。就這么簡單，這是化學老師給學生做化學實驗CO2生成的事例。絕對成功的：）

⑤ 實驗室製取二氧化碳的裝置

實驗室製取二氧化碳的裝置有錐形瓶250ml、量筒、燒杯、 長頸漏斗。

1、按照要求將實驗室製取二氧化碳的簡單裝置組裝好。

2、將導管通入水槽，檢查裝置的氣密性。

3、在試管中用葯匙裝入少量石灰石，並倒入適量稀鹽酸，體積不超過試管容積的三分之一。

4、塞上橡皮塞，將導管通入集氣瓶中，使用向上排空氣法收集二氧化碳，一段時間後取出導管，用毛玻璃蓋住瓶口，共收集兩集氣瓶及一礦泉水瓶二氧化碳。

5、將點燃的木條放在集氣瓶口，木條熄滅，說明二氧化碳已經收集滿。

2、長頸漏斗的下端管口應插入液面以下形成液封，防止生成的氣體從長頸漏斗中逸散。反應器內的導管稍露出膠塞即可，不宜太長，否則不利於氣體的導出。

3、收集時瓶口覆蓋毛玻璃片，且導管應伸到接近集氣瓶底部處，便於盡快排凈空氣，收集較純的氣體。

4、檢驗二氧化碳應用澄清的石灰水而不能用燃著的木條。因為使澄清石灰水變渾濁是二氧化碳的特徵反應，而使燃著的木條熄滅的氣體除了二氧化碳之外，還有氮氣、稀有氣體等。