怎么鑒別na2co3和nahco3(na2co3怎么鑒別)

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Na2CO3又稱蘇打灰，俗稱蘇打。無水Na2CO3為白色粉末或細(xì)小顆粒，加熱至851時(shí)熔化而不分解。Na2CO3具有高度吸濕性。吸濕后可形成硬塊并轉(zhuǎn)變?yōu)榫w，并伴有放熱現(xiàn)象。Na2CO3的水合物主要形式有Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O。透明結(jié)晶Na2CO3·10H2O在干燥空氣中易失去結(jié)晶水而變成粉末，主要轉(zhuǎn)化為Na2CO3·H2O。日常食用堿主要是Na2CO3·10H2O，俗稱洗滌堿。我國(guó)大陸鹽堿湖中存在Na2CO3。當(dāng)溫度較低時(shí)，湖面上會(huì)析出晶體，稱為天然堿。在人工合成純堿之前，古人就發(fā)現(xiàn)某些海藻干燥后的灰燼中含有堿。用熱水浸出，過濾，得棕色堿溶液，洗滌。這是人類使用天然堿的最早記錄。此外，Na2CO3在工業(yè)上有非常廣泛的用途。例如，Na2CO3是玻璃制造、造紙、肥皂、洗滌劑、紡織、制革、石油、染料、食品等工業(yè)的重要原料；工業(yè)上純堿可代替NaOH。中和酸，冶金工業(yè)中用作助熔劑，水凈化中用作軟化劑；也用作機(jī)械零件和其他化合物表面的脫脂劑，用于生產(chǎn)鈉。NaHCO3俗稱小蘇打，又稱原碳酸鈉、重堿或酸式碳酸鈉。是泡打粉的主要成分，也是制作滅火劑或清涼飲料的原料。在橡膠工業(yè)中用作發(fā)泡劑。NaHCO3是白色粉末。在水中的溶解度略小于碳酸鈉。溶解時(shí)，它釋放的熱量與Na2CO3不同。伴有吸熱現(xiàn)象，水溶液呈弱堿性。固體NaHCO3加熱時(shí)會(huì)分解。當(dāng)NaHCO3溶液直接加熱時(shí)，NaHCO3也會(huì)分解，但分解不完全。NaHCO3可以通過從Na2CO3溶液或結(jié)晶碳酸鈉吸收CO2來生產(chǎn)。NaHCO3也是氨堿法生產(chǎn)純堿的中間產(chǎn)品。那么，如何鑒別Na2CO3和NaHCO3呢？方法一：Na2CO3晶體在空氣中易失去結(jié)晶水（風(fēng)化），表面失去光澤并逐漸變暗，并逐漸碎成粉末；NaHCO3是一種白色的小晶體，所以從外觀上看：NaHCO3晶體更加小而致密，Na2CO3固體顆粒比NaHCO3稍大。分別拿起裝有Na2CO3和NaHCO3的試劑瓶并劇烈搖晃。搖晃后，Na2CO3固體會(huì)產(chǎn)生藥物與試劑瓶碰撞、摩擦的輕微清脆的聲音，而NaHCO3粉末則幾乎聽不到聲音。方法二：滴加鹽酸。理論上，立即產(chǎn)生氣泡的是NaHCO3溶液。但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，無論是Na2CO3還是NaHCO3溶液，在第一次滴加鹽酸時(shí)都會(huì)產(chǎn)生氣泡。為什么向Na2CO3溶液中滴入少量鹽酸會(huì)立即產(chǎn)生氣泡？這是因?yàn)榈稳臌}酸后，溶液局部酸性較強(qiáng)，導(dǎo)致CO32-直接與更多的H+結(jié)合生成CO2，與理論預(yù)測(cè)有偏差。文獻(xiàn)表明，如果要用鹽酸來鑒別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，應(yīng)注意控制濃度，即使用飽和Na2CO3溶液，并將鹽酸的pH控制在0.51.0之間。此時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與理論預(yù)測(cè)是一致的。方法三：用添加酚酞的方法鑒別相同濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液。兩者都變紅色，但Na2CO3溶液的紅色更深。方法4：添加BaCl2或CaCl2溶液。理論上，沉淀的是Na2CO3溶液。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：將2mL飽和CaCl2溶液分別加入1mL1mol/LNa2CO3和NaHCO3溶液中?，F(xiàn)象相似：兩種情況下均產(chǎn)生白色沉淀（與理論預(yù)測(cè)不一致）；區(qū)別：Na2CO3溶液中白色沉淀較多，NaHCO3溶液中白色沉淀較少，且使用一段時(shí)間后NaHCO3溶液中產(chǎn)生大量氣泡。將2mL0.04mol/LCaCl2溶液分別加入1mL0.02mol/LNa2CO3和NaHCO3溶液中。前者有白色沉淀出現(xiàn)，后者無現(xiàn)象。

NaHCO3和CaCl2溶液的濃度依次降低。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，濃度越小，越不易產(chǎn)生沉淀，越難產(chǎn)生氣體。通過以上實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)實(shí)際情況與理論預(yù)測(cè)存在偏差。當(dāng)NaHCO3和CaCl2溶液濃度一定時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生沉淀，并伴有氣泡。這是什么原因呢？在NaHCO3溶液中，存在以下平衡：HCO3-+H2OH2CO3+OH-，HCO3-CO32-+H+。由于上述過程產(chǎn)生的H+和OH-可以繼續(xù)反應(yīng)，兩個(gè)過程會(huì)相互促進(jìn)。加上上述過程，最終可以得到2HCO3-H2CO3+CO32-，并求出K=1.310-4，遠(yuǎn)大于HCO3-的電離和水解平衡常數(shù)（至少3個(gè)數(shù)量級(jí)），所以NaHCO3溶液中的CO32-和H2CO3的實(shí)際濃度遠(yuǎn)大于僅考慮水解和電離影響計(jì)算出的值。可見，這種平衡對(duì)溶液性質(zhì)的影響非常重要，不可忽視。由于其形式類似于水的自電離，因此也可稱為HCO3-的自電離。因此，當(dāng)恒定的NaHCO3溶液和CaCl2溶液混合時(shí)，由于HCO3-自電離產(chǎn)生的CO32-濃度較高，它會(huì)與Ca2+結(jié)合形成CaCO3沉淀，促進(jìn)HCO3的自電離平衡-向右移動(dòng)，就會(huì)發(fā)生反應(yīng)。Ca2++2HCO3-==CaCO3+CO2+H2O，所以我們看到白色沉淀和氣泡。那么，我們可以用CaCl2溶液來鑒別Na2CO3和NaHCO3嗎？許多化學(xué)文獻(xiàn)對(duì)此問題的研究經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過程。筆者將摘錄肖忠榮、陳金干在《中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考》發(fā)表的關(guān)于“用氯化鈣溶液能否區(qū)分碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液？”的綜述文章。如下：“1、在主觀猜測(cè)階段，部分教師和教具主觀認(rèn)為可以用CaCl2溶液來辨別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。因?yàn)閺膹?fù)分解反應(yīng)的條件來看，CaCl2和Na2CO3可以生成CaCO3沉淀，而CaCl2和NaHCO3不能反應(yīng)。2、觀察沉淀階段，有老師在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，將CaCl2溶液滴加到Na2CO3和NaHCO3溶液中，會(huì)產(chǎn)生白色沉淀，因此CaCl2溶液不能用來鑒別碳酸鈉溶液和NaHCO33、計(jì)算沉淀現(xiàn)階段有老師通過理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)，當(dāng)NaHCO3濃度0.05mol/L、CaCl2溶液濃度210-3mol/L時(shí)，很難觀察到濁度上述結(jié)果用實(shí)驗(yàn)證實(shí)CaCl2溶液能否區(qū)分碳酸鈉溶液和NaHCO3溶液與濃度有關(guān)。4、在氣體觀察階段，有老師還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)CaCl2和NaHCO3的濃度很?。ň∮?.1mol/L）時(shí)，無法觀察到生成的CO2氣體；而較大濃度的NaHCO3（0.9mol/L）與CaCl2（0.3mol/L）反應(yīng)可生成CO2氣體；CaCl2和Na2CO3反應(yīng)始終不產(chǎn)生氣體，可用來鑒別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。5.在壓力測(cè)量階段，有老師利用手持技術(shù)測(cè)量不同濃度的CaCl2和NaHCO3反應(yīng)生成的CO2的壓力，并計(jì)算出CO2生成的平衡常數(shù)，得出在恒定范圍內(nèi)，CaCl2和NaHCO3反應(yīng)不僅產(chǎn)生沉淀，產(chǎn)生較多氣泡（必要時(shí)可使用70水浴），而且CaCl2和Na2CO3反應(yīng)始終不產(chǎn)生氣體，可用于鑒別Na2CO3溶液和Na2CO3溶液。NaHCO3溶液。以上反映了人們認(rèn)識(shí)化學(xué)知識(shí)的一般過程：主觀猜想——粗略定性——理論定量——精確定量?！本C上所述，可以看出，用CaCl2溶液區(qū)分Na2CO3溶液和NaHCO3溶液是有一定限制的。取決于選擇的判斷方法和依據(jù)，比如測(cè)量壓力需要手持技術(shù)，觀察降水與濃度有關(guān)，觀察氣泡與濃度和溫度有關(guān)，如果有合適的條件和方法，還是可行的用CaCl2溶液鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液。

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本文經(jīng)作者岳文紅老師授權(quán)發(fā)表，謝謝！

本書面向全體化學(xué)教師，師范院校學(xué)生及學(xué)有余力的高中生，

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