探究碳酸鈉與碳酸氫鈉溶液簡(jiǎn)易鑒別法

　　小蘇打，即碳酸氫鈉(Sodium Bicarbonate)，俗稱“小蘇打”、“蘇打粉”、“重曹”，白色細(xì)小晶體，在水中的溶解度小于碳酸鈉。是一種工業(yè)用化學(xué)品，可能存在毒性。固體50℃以上開始逐漸分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水，440℃時(shí)完全分解。碳酸氫鈉是強(qiáng)堿與弱酸中和后生成的酸式鹽，溶于水時(shí)呈現(xiàn)弱堿性。此特性可使其作為食品制作過程中的膨松劑。碳酸氫鈉在作用后會(huì)殘留碳酸鈉，使用過多會(huì)使成品有堿味。

　　摘要：通過理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證揭示氯化鋇、氯化鈣溶液鑒別碳酸鈉與碳酸氫鈉溶液方法的局限性，并通過實(shí)驗(yàn)探究尋求鑒別常量濃度碳酸鈉與碳酸氫鈉溶液的另一簡(jiǎn)易方法。

　　關(guān)鍵詞：碳酸鈉;氯化鎂;碳酸氫鈉;鑒別

　　一、問題的提出

　　二、實(shí)驗(yàn)研究和分析

　　1. 實(shí)驗(yàn)步驟

　　取2mL濃度為0.1mol/L、0.05mol/L、0.01mol/L的Na2CO3、NaHCO3溶液，分別向上述溶液中滴加2mL濃度為0.1mol/L、0.05mol/L、0.01mol/L的CaCl2、BaCl2溶液，振蕩后觀察現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下。

　　2. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

　　上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，CaCl2或BaCl2溶液用于鑒別Na2CO3、NaHCO3溶液有一定可行性也有一定的局限性。CaCl2或BaCl2僅在自身濃度小于0.01mol/L時(shí)能夠用于鑒別濃度依舊很稀的Na2CO3、NaHCO3溶液。當(dāng)Na2CO3、NaHCO3溶液與CaCl2、BaCl2溶液的濃度大于或等于常量濃度0.1 mol/L時(shí)，CaCl2或BaCl2溶液不能鑒別Na2CO3、NaHCO3溶液。

　　4. 理論分析

　　三、探究新的快速鑒別方法

　　上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及理論分析清晰表明CaCl2或BaCl2溶液鑒別常量濃度的NaHCO3和Na2CO3不可行。尋求一種實(shí)用的試劑進(jìn)行常量濃度的NaHCO3和Na2CO3的鑒別便是有意義的。為此筆者進(jìn)行了進(jìn)一步探究。

　　1. 提出設(shè)想

　　適用于常量濃度Na2CO3、NaHCO3溶液鑒別的試劑應(yīng)滿足(1)能與CO32-生成難溶或微溶碳酸鹽(必須難溶或微溶否則沒有現(xiàn)象);(2)常量濃度范圍內(nèi)只能與CO32-反應(yīng)產(chǎn)生沉淀而不與cHCO3-反應(yīng)產(chǎn)生沉淀。

　　經(jīng)過篩選，氯化鎂溶液為有可能符合條件的試劑，因?yàn)镸gCO3微溶于水，Mg2+遇到較多CO32-時(shí)會(huì)產(chǎn)生沉淀，而NaHCO3溶液中CO32-較少，可能不會(huì)產(chǎn)生沉淀，且Mg(HCO3)可溶。

　　2. 理論分析

　　查表得碳酸鎂的KSP(MgCO3)=2.6×10-5[3]，用0.1mol/L MgCl2溶液鑒別0.1mol/L NaHCO3和Na2CO3時(shí)，MgCl2與NaHCO3混合溶液中c(Mg2+)·c(CO32-)= 0.05×0.6×10-3=3.0×10-5≈2.6×10-5， 考慮到溶液中離子的實(shí)際活度，c(Mg2+)・c(CO32-)的值應(yīng)小于KSP(MgCO3)可能不會(huì)有沉淀生成。

　　3. 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

　　取2mL濃度為0.1mol/L、0.05mol/L、0.01mol/L Na2CO3、NaHCO3溶液， 分別向上述溶液中滴加2mL濃度為0.1mol/L、0.05mol/L、0.01mol/L的MgCl2溶液，振蕩后觀察現(xiàn)象。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。

　　4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

　　實(shí)驗(yàn)表明，濃度在0.05mol/L～1 mol/L范圍內(nèi)的MgCl2溶液都能鑒別常量濃度的Na2CO3、NaHCO3溶液。

　　四、一點(diǎn)思考

　　化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，它的產(chǎn)生、發(fā)展和未來都是建立在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)之上的，中學(xué)化學(xué)課堂上的化學(xué)問題的解決也應(yīng)尊重化學(xué)實(shí)驗(yàn)事實(shí)以及化學(xué)基本理論，決不能憑空想象，并人云亦云，求證與思考是必須的。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 李華昌，符斌.實(shí)用化學(xué)手冊(cè)[M].北京：科學(xué)出版社，2001：475

　　[2] 北京師范大學(xué)等.無機(jī)化學(xué)(第四版)[M].北京：高等教育出版社，2002：419

　　[3] 北京師范大學(xué)等.無機(jī)化學(xué)(第四版)[M].北京：高等教育出版社，2002：420

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