Alla om gaser

ALLT OM GASER
Tabell 1. Apparater för framställning av gaser.
Aggregationsform av reaktanterna
Vätska + vätska

Fast ämne + vätska
Fast + fast
Fast ämne
Temperaturförhållanden
Vid uppvärmning
Utan uppvärmning
Vid uppvärmning

Schema för typisk apparat

3. Dropptratt

4. Behållare med reaktionsblandning

5. Propp med gasutloppsrör

Alternativ för typiska apparater

Tabell 2. Gasframställning.

Gas
Reaktanter, deras koncentration och aggregationsform

Mängd reaktanter
Reaktionsvillkor
Temperaturförhållanden
Särskilda villkor

O2
KMnO4 (fast)
1/5 provrör
uppvärmning
kalcinera
KClO3 (fast)
Katalysator MnO2 (fast)
1 del i vikt
3 delar
uppvärmning
kalcinera
KNO3 (fast)
1/5 provrör
uppvärmning
kalcinera
KMnO4 (fast)
H2SO4 – 10 % lösning
H2O2 – 3 % lösning
3 g
40–50 ml
60–70 ml
Utan uppvärmning
Blanda KMnO4 och H2SO4, tillsätt sedan H2O2

H2
H2SO4 lösning 1:5
Zn (fast)
2–3 ml
några korn
Utan uppvärmning

HCl lösning 1:1
Zn (fast)
2–3 ml
några korn
Utan uppvärmning

NaOH lösning
Al (fast)
2–3 ml
några korn
uppvärmning
Om reaktionen blir för häftig, avbryt uppvärmningen tillfälligt

Cl2
MnO2 (fast)
Konc. HCl (lösning)
matsked
10–15 ml
uppvärmning
Om reaktionen blir för häftig, avbryt uppvärmningen tillfälligt
Ca(OCl)2 (fast)
HCl (lösning)
matsked
10–15 ml
Utan uppvärmning
Torr
Ca(OCl)2
MnO2 (fast)
NaCl (fast)
H2SO4 lösning 1:2
MnO2 + NaCl
1:1
uppvärmning
Blanda MnO2 och NaCl 1:1, tillsätt sedan H2SO4
HCl
NaCl (fast)
H2SO4 lösning 3:2
60–70 g (2 matskedar)
80–100 ml
uppvärmning
Tillsätt syra till salt

NH3
NH4Cl (fast)
Ca(OH)2 (fast)
1 del volym
1 del volym
uppvärmning
Använd något fuktig Ca(OH)2

H2S
FeS (fast)
H2SO4 lösning 1:5

Utan uppvärmning

S (pulver)
Paraffin (spån)
Gummiarabikum (fast)
1 del volym
1 del volym
1 del volym
uppvärmning

SO2
Cu (spån)
Konc. H2SO4 (vätska)
30 g
70 ml
uppvärmning
Om reaktionen blir för häftig, avbryt uppvärmningen tillfälligt
Na2SO4 (fast)
(NaHSO3 eller Na2S2O3)
Konc. H2SO4 (vätska)

Utan uppvärmning

S (fast pulver)
MnO2 (fast)
9 g
12 g
uppvärmning

N2
Fe (fast spån)
KNO3 (fast)
20 delar i vikt
1 del
uppvärmning

NaNO2 mättad lösning
NH4Cl mättad lösning
25 g salt i 35 ml vatten
20 g salt i 55 ml vatten
uppvärmning
Vattenbad. Droppa NaNO2-lösningen i den varma NH4Cl-lösningen

NO
Cu (fast spån)
32 % lösning HNO3 (1:1)
2–3 spån
3–5 ml
Utan uppvärmning
Om reaktionen inte sker, värm blandningen för initiering

NO2
Cu (fast spån)
Konc. lösning HNO3
2–3 spån
2–3 ml
Utan uppvärmning
Om reaktionen är svag, värm blandningen

CO
NaHCO3 (fast)
Konc. lösning H2SO4
1 tesked
1 tesked
Utan uppvärmning
Om reaktionen går dåligt, värm blandningen för initiering
Myrsyrelösning
Konc. lösning H2SO4
5 ml (densitet 1,2 g/ml)
20 ml (densitet 1,84 g/ml)
Utan uppvärmning

CO2
CaCO3 (marmorbit)
HCl lösning 1:4
2–3 bitar
2–3 ml
Utan uppvärmning

MgCO3 (fast)
1/5 provrör
uppvärmning
kalcinering

CH4
CH3COONa (fast)
Natronkalk (NaOH + CaO)

1 del
2 delar

uppvärmning
Förvärm natriumacetat i porslinskål för att avlägsna vatten
Al4C3 (fast)
H2O2 (lösning)
några bitar
Utan uppvärmning

C2H4
C2H5OH (lösning)
Konc. H2SO4
1 del
3 delar
uppvärmning
Bäst att förbereda alkohol- och syrablandningen i förväg

C2H2
CaC2 (fast)
H2SO4 lösning 1:3

3–4 bitar
2–3 ml

Utan uppvärmning
Istället för svavelsyra kan vatten användas, men reaktionen blir då mycket häftig

Tabell 3. Gasidentifiering.

Gas
Fysiska egenskaper
Kemiska egenskaper
Färg
Lukt
Löslighet i vatten
Giftighet
Lackmuslösning
Brinner eller understöder förbränning
Avfärgar KMnO4-lösning (syrad med svavelsyra)
Andra karakteristiska reaktioner

O2
färglös

måttlig

Understöder förbränning

Glödlampa flammar upp
C + O2 = CO2 + Q

N2
färglös

ingen

H2
färglös

ingen

Brinner.
Explosiv i luftblandning.

Vid förbränning bildas vatten:
2H2 + O2 = 2H2O
Reducerar kopparoxid:
CuO + H2 = Cu + H2O - Q

Cl2
Gulgrön
+
stickande
+
bleker

Jodblåning på stärkelsepapper

HCl
färglös
+
stickande
+
röd

• Cl2↑
  Ag+ + Cl- = AgCl↑ vit fällning. Bildning av ”vit rök” vid kontakt med ammoniakfuktad glasstav.

NO
färglös
+
måttlig
+

2NO (färglös) + O2 = 2NO2 (brun)

NO2
brun
+
stickande
+
röd
Understöder förbränning
+
kylning
2NO2 (brun) ↔ N2O4 (färglös)
uppvärmning

NH3
färglös
+
stickande
+
blå
Brinner dåligt

Löser fällning:
Cu(OH)2 + 4NH3 = Cu[(NH3)4]OH klarblå lösning

H2S
färglös
+
ruttet ägg
måttlig
+
röd
brinner

• S↓
  Svart fällning med Pb2+ eller Cu2+

SO2
färglös
+
stickande
+
röd

Bleker bromvatten.
Bleker fuksinlösning (färgen återkommer vid uppvärmning)

CO2
färglös

måttlig

röd

Glödande sticka slocknar.
Ca(OH)2-lösning + CO2 = CaCO3↓ + H2O

CO
färglös

ingen
+

Brinner med blå låga

Svartring av ammoniaklösning med AgNO3

C2H2
färglös

Karakteristisk lukt p.g.a. föroreningar
måttlig
+
narkotisk

Brinner med sotig låga
+
Bleker bromvatten.
Brinner sotfritt i syre.

C2H4
färglös

måttlig
+
narkotisk

Lysande låga
+
Bleker bromvatten.

CH4
färglös

ingen
+
narkotisk

Färglös låga

Tabell 4. Metoder för gasinsamling beroende på deras egenskaper.

Gasegenskaper
Insamlingsspecifika
Insamlingsmetod
Schema

M(gas) < M(luft)
Gas lättare än luft

Förskjutning av luft
(mottagare upp och ner)

M(gas) > M(luft)
Gas tyngre än luft

Förskjutning av luft
(mottagare upp och ner)

Gas olöslig i vatten och reagerar ej med vatten

Insamling över vatten
(förskjutning av vatten)

Gas giftig

Förskjutning av luft
med efterföljande absorption av överskott

Tabell 5. Ämnen som används för tvättning (rening) och torkning av gaser.

Gaser
Rening (tvättning)
Torkning
H2
KMnO4-lösning (H2SO4)
Konc. H2SO4
O2
Vatten
Konc. H2SO4
Cl2
Vatten
Konc. H2SO4
HCl
Konc. H2SO4
Konc. H2SO4
H2S
Vatten
CaCl2 (anhydr.) eller P2O5 (ej H2SO4)
SO2
Konc. H2SO4
Konc. H2SO4
N2
Konc. H2SO4 och KOH
Konc. H2SO4
NH3

Natronkalk (NaOH + CaO 1:2),
NaOH
CO
Lutlösning
Konc. H2SO4
CO2
Vatten
Konc. H2SO4
CuSO4 (anhydr.), CaCl2 (anhydr.)
NO
Lutlösning
Konc. H2SO4
NO2
Konc. H2SO4
Konc. H2SO4
CH4, C2H4
Vatten
Konc. H2SO4

Tabell 6. Gasabsorberande ämnen.

Gaser
Absorberande ämne
Vatten
NaOH- eller KOH-lösning
Andra
H2

O2

Alkalisk pyrogallollösning

Cl2
Delvis löslig
Cl2 + H2O = HOCl + HCl

Cl2 + 2NaOH = NaOCl + NaCl + H2O

Aktivt kol
HCl
Löslig
HCl + NaOH = NaCl + H2O
AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3
H2S
Dåligt löslig i kallt vatten
H2S + 2 NaOH = Na2S + 2H2O
Aktivt kol
SO2
SO2 + H2O → H2SO3
2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O
Aktivt kol
N2

NH3
NH3 + H2O = NH4+ + OH-

NH3 + syror → salt
CO

Ammoniaklösning av koppar(I)klorid
CO2
CO2 + H2O → H2CO3
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O
NO
Dåligt löslig
NO + O2 + NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O
2NO + O2 = 2NO2
Aktivt kol
NO2
Löslig i kallt vatten (mättad lösning är ljusgrön), reagerar fullständigt
4NO2 + H2O (kall) = 2HNO3 + N2O3
2NO2 + H2O (varm) = 2HNO3 + NO
2NaOH + NO2 = NaNO2 + NaNO3 + H2O
Aktivt kol
CH4

Förbränning = CO2 + H2O
C2H4

KMnO4-lösning, förbränning
C2H2

KMnO4-lösning, förbränning

Tabell 7. Gaslagring.

Gas
Särskilda egenskaper hos gasen
Lagringsmetod
Gas
Särskilda egenskaper hos gasen
Lagringsmetod
H2
Brännbar, explosiv i luft
I väl tillsluten behållare
NO2
Giftig, understöder förbränning, löslig i vatten och reagerar med vatten
I väl tillsluten behållare
O2
Understöder förbränning, nästan olöslig i vatten
Gasometer
N2
Ej brännbar, olöslig i vatten
Gasometer
Cl2
Giftig, understöder förbränning, delvis löslig i vatten och reagerar med vatten
I väl tillsluten behållare
NH3
Giftig, väl löslig i vatten
I väl tillsluten behållare
HCl
Giftig, väl löslig i vatten
I väl tillsluten behållare
CO
Giftig, brännbar, olöslig i vatten
I väl tillsluten behållare
CO + O2 = CO2
H2S
Giftig, brännbar, giftig, dåligt löslig i vatten
I väl tillsluten behållare
CO2
Dåligt löslig i vatten och reagerar med vatten
I väl tillsluten behållare
NO
Brinner ej, dåligt löslig i vatten
Gasometer
CH4
Brännbar, explosiv i luft
I väl tillsluten behållare
SO2
Giftig, löslig i vatten och reagerar med vatten
I väl tillsluten behållare
C2H4, C2H2
Brännbar, explosiv i luft
I väl tillsluten behållare