I- NGUYÊN TẮC CHUNG ĐỂ NHẬN BIẾT
Để nhận biết một số chất khí, người ta có thể dựa vào tính chất vật lí hoặc tính chất hóa học đặc trưng của nó. Thí dụ, có thể dựa vào mùi trứng thối đặc biệt của $H_2S$ để nhận ra khí này, hoặc nhận ra khí $NH_3$ bằng mùi khai đặc trưng của nó.
II- NHẬN BIẾT MỘT SỐ CHẤT KHÍ
1. Nhận biết khí $CO_2$
Khí $CO_2$ không màu, không mùi, nặng hơn không khí, rất ít tan trong nước, nên khi tạo thành từ dung dịch nước nó sủi bọt khá mạnh.
\[\begin{gathered}
CO_3^{2 - } + 2{H^ + }\xrightarrow{{}}C{O_2} \uparrow + {H_2}O \\
HCO_3^ - + {H^ + }\xrightarrow{{}}C{O_2} \uparrow + {H_2}O \\
\end{gathered} \]
Để hấp thụ khí $CO_2$, người ta thường dùng bình đựng lượng dư dung dịch $Ba(OH)_2$ hoặc lượng dư dung dịch $Ca(OH)_2$. Khí $CO_2$ bị hấp thụ đồng thời tạo thành kết tủa trắng:
\[C{O_2} + Ba{(OH)_2} (dư) \xrightarrow{{ }}BaC{O_3} \downarrow + {H_2}O\]
2. Nhận biết khí $SO_2$
- Khí $SO_2$ không màu, nặng hơn không khí, có mùi hắc, gây ngạt và độc, làm vẫn đục nước vôi trong như $CO_2$.
- Thuốc thử tốt nhất để hấp thụ khí $SO_2$ đồng thời nhận biết nó và phân biệt nó với khí $CO_2$ là dung dịch brom dư hoặc dung dịch iot dư đều có màu đỏ nâu:
S{O_2} + B{r_2} + 2{H_2}O\xrightarrow{{ }}{H_2}S{O_4} + 2HBr \\
S{O_2} + {I_2} + 2{H_2}O\xrightarrow{{ }}{H_2}S{O_4} + 2HI \\
\end{gathered} \]
Vì vậy, khí $SO_2$ làm nhạt màu dung dịch brom hoặc dung dịch iot.
3. Nhận biết khí $Cl_2$
Khí $Cl_2$ có màu vàng lục, nặng hơn không khí, mùi hắc, độc, ít tan trong nước. Ta có thể nhận ra một lượng khí clo rất nhỏ có trong không khí bằng mùi hắc rất đặc biệt của nó.
Dùng giấy tẩm $KI$ và hồ tinh bột thấm ướt để nhận ra khí clo (cũng như dùng giấy đó để nhận biết ozon):
\[C{l_2} + 2KI\xrightarrow{{ }}2KCl + {I_2}\]
$I_2$ tạo với hồ tinh bột một hỗn hợp có màu xanh tím.
4. Nhận biết khí $NO_2$
$NO_2$ nặng hơn không khí, màu nâu đỏ, độc, ít tan trong nước và phản ứng được với nước tạo thành $HNO_3$:
$$4NO_2+O_2+2H_2O \xrightarrow{{ }} 4HNO_3$$
Nhận ra $HNO_3$ bằng bột $Cu$.
Khi nồng độ khí $NO_2$ đủ lớn ta cũng có thể nhận ra bằng màu nâu đỏ của nó.
5. Nhận biết khí $H_2S$
$H_2S$ là khí không màu, nặng hơn không khí, có mùi trứng thối và độc. Lượng rất nhỏ khí $H_2S$ có trong không khí cũng dễ dàng nhận ra nhờ mùi trứng thối khó chịu của nó. Khí $H_2S$ dễ tạo kết tủa sunfua có màu với các dung dịch của nhiều muối ngay trong môi trường axit:
${H_2}S + C{u^{2 + }}\xrightarrow{{ }}C{\text{uS}} \downarrow + 2{H^ + }$
${H_2}S + P{b^{2 + }}\xrightarrow{{ }}PbS \downarrow + 2{H^ + }$
màu đen
Do đó, có thể dùng miếng giấy lọc tẩm dung dịch muối chì $(II)$ axetat không màu để nhận biết sự có mặt của khí này (phản ứng trên xảy ra tạo thành kết tủa màu đen trên miếng giấy lọc có tẩm muối $Pb^{2+}$ được thấm ướt bằng nước).
6. Nhận biết khí $NH_3$
$NH_3$ là khí không màu, nhẹ hơn không khí, tan nhiều trong nước, 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.
$NH_3$ tan nhiều trong nước và là một bazơ yếu, nên dùng miếng giấy quỳ tím thấm ướt bằng nước cất có thể nhận biết được khí $NH_3$ trong không khí. Khi đó màu tím của giấy quỳ chuyển thành màu xanh, cùng với mùi khai của khí. Phản ứng này khẳng định sự có mặt của $NH_3$ trong không khí.