8 有關碳酸鈉與碳酸氫鈉

8 有關碳酸鈉與碳酸氫鈉

8.1 CO2通入飽和Na2CO3溶液

   我們一般認這CO2通入飽和Na2CO3溶液生成了NaHCO3沉澱。但經過劉懷樂老師的研究認為白色沉澱更多的是碳酸鈉晶體Na2CO3·10H2O，用氯化鈉溶液或酒精稀釋過的飽和碳酸鈉溶液中通入CO2產生的白色沉澱是NaHCO3沉澱。

參考文獻：劉懷樂等《CO2通入飽和Na2CO3溶液實證分析》《化學教學》2004年1~2期

8.2 CaCl2溶液能否鑑別Na2CO3溶液與NaHCO3溶液的實驗探究

在中學化學教學中，一般認為CaCl2溶液與NaHCO3溶液不能發生化學反應，而CaCl2溶液與Na2CO3溶液可以發生反應，生成白色沉澱，因此CaCl2溶液可以用來鑑別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。但也有化學教師通過實驗證明NaHCO3溶液也能與CaCl2溶液反應生成CaCO3白色沉澱，因而認為該鑑別方法不可行。

實驗結果及理論計算均表明：只要待測樣品中溶質含量在通常的鑑別範圍內（＞1％），用CaCl2溶液鑑別Na2CO3和NaHCO3溶液是完全可行的。為確保鑑別結論準確，實驗時應採取固定試劑用量、固定CaCl2溶液濃度並在必要時適當加熱等措施。鑑別示範如下：

    在各5.0mL待測液中分別滴加6滴0.50mo1·L-1的CaCl2溶液，觀察有關變化。

    (1)若待測液中出現白色沉澱的同時又有持續性氣泡產生或聽到輕輕的「噼噼」聲，則該待測液為NaHCO3溶液，另一種為Na2CO3溶液。（適用於NaHCO3物質的量濃度＞0.1mol·L-1）

(2)若開始時兩種待測液中都只有白色渾濁或白色沉澱的現象；再對其加熱（不能加熱至沸騰）、若某待測液中出現持續性氣泡或發出輕輕的「噼噼」聲或白色渾濁明顯變濃或白色沉澱明顯增加，則該待測液為NaHCO3溶液，另一種為Na2CO3溶液。（適用於0.005mol·L-1＜NaHCO3物質的量濃度＜0.1mol·L-1）

    據此，可推測CaCl2溶液與NaHCO3溶液混合時發生如下化學反應: CaCl2+2NaHCO3＝CaCO3↓+H2O+CO2↑+2NaC1。當CaCl2溶液濃度和NaHCO3溶液濃度都小於0.1 mol·L—1時，可能是因為產生的CO2氣體量較少，觀察不到氣泡。

由上面兩組實驗可知，CaCl2溶液與Na2CO3溶液反應時會出現白色沉澱，而CaCl2溶液與NaHCO3溶液反應時不僅有沉澱產生，還會有氣體生成。根據實驗現象的這些差別，可以利用CaCl2溶液來鑑別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。

參考文獻：

1邵心陽等《CaCl2溶液能否鑑別Na2CO3溶液與NaHCO3溶液的實驗探究》《化學教學》2010年第10期

2陳裕森《用CaCl2溶液鑑別Na2CO3和NaHCO3溶液可行嗎》《漳州師範學院學報》1999年第12卷第二期

8.3 NaHCO3溶液受熱會不會分解？

    眾所周知，碳酸氫鈉固體受熱易分解，而NaHCO3溶液受熱會不會分解呢？實驗表明加熱NaHCO3溶液會大量產生二氧化碳氣體。

 

    實驗：取一支大試管，向其中加入3mL飽和NaHCO3溶液，試管口用帶導管的橡皮塞塞緊，並固定在鐵架臺上。加熱NaHCO3溶液，開始氣泡極少，至沸騰時，產生大量氣體。將產生的氣體通入盛有5mL澄清石灰水的小試管中，半分鐘內，觀察到澄清石灰水變渾濁。

    由實驗可知，加熱NaHCO3溶液至沸騰，有CO2氣體產生。顯然，CO2氣體來源於NaHCO3的分解。為什麼NaHCO3在溶液中加熱會分解呢？NaHCO3的分解在溶液中存在反應：

2HCO3—==CO32—+H2O+CO2↑

    通過實驗與理論計算都可以推出NaHCO3溶液在加熱時會分解成碳酸鈉、水、二氧化碳。而不是促進水解變成NaOH與H2CO3, H2CO3再分解成CO2氣體，這是由於CO2氣體不可能從NaOH溶液中逸出。

另外碳酸鈉固體溶於是放熱的，碳酸氫鈉固體溶於水是吸熱的。

參考文獻：

1 盤鳳鳴等，《碳酸氫鈉在溶液中加熱不分解嗎？》《中學化學》2003年第3期

2王文林《水溶液中碳酸氫鈉熱分解反應研究》《化學教學》2006年第9期

 

補充：用互滴法是可以鑑別碳酸鈉溶液和稀鹽酸的，但要想使演示實驗的現象和理論分析一致，就要注意
Na2C03溶液和稀鹽酸的濃度，即Na2C03溶液要用飽和溶液，而稀鹽酸的pH應控制在0.5-1.0之間。