Ujian hidrogen, oksigen dan karbon dioksida

Mengenal pasti gas melalui ujian pengesahan yang mudah ialah kemahiran yang diperiksa merentasi Tingkatan 4 dan digunakan dalam hampir setiap amali. Tiga daripada gas yang paling lazim ialah hidrogen, oksigen dan karbon dioksida, dan setiap satu mempunyai ujian tunggal yang boleh dipercayai. Peperiksaan menghargai pemerhatian yang tepat, keadaan kayu uji, perubahan warna yang tepat, jadi berbaloi mempelajari perkataannya dengan teliti.

Ujian hidrogen

Kumpulkan gas dan bawa kayu uji bernyala (terbakar) ke mulut tabung. Hidrogen terbakar secara meletup dalam udara dengan bunyi “pop” berdecit yang khas apabila ia bergabung dengan oksigen untuk membentuk air:

2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(l)

Bunyi “pop” itu ialah pembakaran hidrogen yang kecil dan pantas. Perhatikan bahawa kayu uji bernyala digunakan, bukan yang berbara, inilah yang membezakan ujian hidrogen daripada ujian oksigen.

Ujian oksigen

Bawa kayu uji berbara (hampir padam) ke gas itu. Oksigen menyokong pembakaran dengan kuat, jadi ia menyalakan semula kayu uji berbara, yang menyala kembali. Tiada sebatian baharu perlu ditulis; maksudnya ialah oksigen menyalakan semula kayu uji yang hampir padam. Menggunakan kayu uji berbara dan bukan yang bernyala adalah penting, kerana kayu uji bernyala hanya akan terus terbakar dan tidak membuktikan apa-apa.

Ujian karbon dioksida

Gelegakkan gas itu melalui air kapur (larutan kalsium hidroksida). Karbon dioksida mengeruhkan air kapur menjadi keruh (putih berawan) kerana mendakan putih tidak larut kalsium karbonat terbentuk:

CO₂(g) + Ca(OH)₂(aq) → CaCO₃(s) + H₂O(l)

Jika karbon dioksida terus digelegakkan secara berlebihan, kekeruhan itu hilang apabila karbonat tidak larut bertindak balas lagi membentuk kalsium hidrogenkarbonat yang larut:

CaCO₃(s) + CO₂(g) + H₂O(l) → Ca(HCO₃)₂(aq)

Bagi ujian piawai, jawapannya hanyalah bahawa karbon dioksida mengeruhkan air kapur; kehilangan kekeruhan dalam lebihan ialah butiran tambahan yang berguna.

Menyatukan ketiga-tiganya

Ketiga-tiga ujian ini sering muncul bersebelahan, kerana sesuatu tindak balas mungkin membebaskan salah satu daripadanya dan anda mesti mengenal pasti yang mana. Logam dengan asid memberi hidrogen (pop); penguraian hidrogen peroksida atau pemanasan sesetengah sebatian memberi oksigen (menyalakan semula kayu uji); karbonat dengan asid, atau pembakaran, memberi karbon dioksida (air kapur keruh). Memadankan gas yang dihasilkan dengan ujian yang betul, dan menyebut pemerhatian yang tepat, itulah yang memperoleh markah. Kumpulkan gas terlebih dahulu dengan kaedah yang sesuai, hidrogen dan gas yang kurang tumpat daripada udara dikumpulkan dengan menyesarkan udara ke bawah, manakala gas larut air seperti ammonia tidak dikumpulkan melalui air. Ingat juga bahawa gas mesti tulen dan mencukupi supaya pemerhatian jelas, kerana jumlah gas yang terlalu sedikit boleh memberi keputusan yang samar dan mengelirukan.

Kesilapan lazim yang perlu dielakkan

Nyatakan keadaan kayu uji: bernyala untuk hidrogen, berbara untuk oksigen, menukarkannya ialah kesilapan yang paling lazim. Bagi karbon dioksida, katakan air kapur menjadi keruh, bukan “pepejal putih” sahaja, dan beri persamaan jika diminta. Jangan kelirukan “pop” hidrogen dengan “menyala semula” oksigen. Sertakan simbol keadaan dalam persamaan air kapur, dengan mendakan sebagai CaCO₃(s).

Bagaimana ia muncul dalam peperiksaan SPM

Dalam Kertas 1 (4541/1), item objektif meminta anda memadankan gas dengan ujian atau pemerhatiannya. Dalam Kertas 2 (4541/2) anda mungkin menamakan gas yang dibebaskan dalam tindak balas dan memerihalkan ujian yang mengesahkannya, atau menulis persamaan air kapur. Dalam Kertas 3 (4541/3), menjalankan ujian gas dan merekod pemerhatian ialah langkah amali yang rutin. Pelajari ketiga-tiga ujian sebagai satu set, pop, menyala semula, keruh, dan pasangkan setiap satu dengan perkataannya yang tepat, dan pengenalpastian gas menjadi pantas dan mantap.