专利名称：一种鉴别碳酸钠与碳酸氢钠溶液的方法
技术领域：
本发明属于化学化工技术领域，具体涉及一种鉴别碳酸钠与碳酸氢钠溶液 的方法。
背景技术：
碳酸钠俗称纯碱、苏打，碳酸氢钠俗称小苏打，两者都广泛应用于工业生 产、科学研究、日常生活、食品卫生和医药保健等领域，其溶液都为无色透明 溶液，肉眼无法直接鉴别。大家知道，钙、钡的碳酸盐难溶于水，它们的碳酸 氢盐易熔于水，于是，对于上述两种溶液的鉴别方法通常介绍的是分别向两种 溶液中滴加氯化钡溶液或氯化钙溶液，如果产生白色沉淀，则所鉴别溶液为碳 酸钠溶液，及之则为碳酸氢钠溶液，然而，实际操作时却发现两种溶液中均产 生白色沉淀，实验结果如下表不同浓度的Ba2 、 Ca^+碱土金属盐分别与碳酸钠和碳酸氢钠溶液混合的实验现象、、、现\\、、^2+试剂Ba2+Ca2+-、、參 、、、、、 钠盐溶液、-、-二、:::、、lmol/L0.02mol/Llmol/L0.02mol/LNa2C03 lmol/L沉淀沉淀沉淀沉淀0.02mol/L沉淀浑浊沉淀浑浊NaHC03 lmol/L沉淀沉淀沉淀沉淀0.02mol/L浑浊少许浑浊浑浊少许浑浊由此可见在常量范围内用氯化钙或氯化钡来鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液是 不可能做到的。 发明内容本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种不同以往的鉴别碳酸钠与 碳酸氢钠溶液的方法。本发明的目的是通过如下的方法来实现的该鉴别碳酸钠与碳酸氢钠溶液的方法，是采用Cl—离子调变的HgCl2溶液来鉴别常量浓度的Na2CCb和NaHC03 溶液，它包括如下顺序的步骤第一步在常量浓度的Na2C03和NaHC03溶液中加入浓度为0.1mol/L的氯 化汞溶液与饱和氯化钠溶液的混合溶液，氯化汞溶液与饱和氯化钠溶液的体积比为10 : 1;第二步振荡两种混合后的溶液，观察两种溶液所产生的现象，产生棕红色沉淀的溶液是Na2C03溶液，无现象产生的是NaHC03溶液。此方法仪器简单操作方便，药品易得耗时短，现象明显易察觉，成功率高 效果好。
具体实施方式
分别取用配制好的2mL浓度为lmol/L、 0.05mol/L和0.01mol/L的碳酸钠溶 液和碳酸氢钠溶液，加入2mL浓度为0.1mol/L氯化荥溶液，振荡，观察现象， 实验结果如表1所示。从表1所示的实验现象可知，氯化汞与常量浓度的碳酸氢钠溶液混合也有 沉淀或浑浊现象，于是通过在氯化汞溶液中滴加饱和氯化钠溶液的方法以控制 Hg^的浓度，重复上述实验，其实验结果同列于表l，其中，饱和氯化钠液滴的 体积为lmL/30滴，6滴即为0. 2mL。表1氯化汞(加有饱和氯化钠)与不同浓度的Na2C03和NaHC03溶液混合的实验现象红棕色沉淀 红棕色沉淀 红棕色沉淀 红棕色沉淀 红棕色沉淀 无现象红棕色沉淀 红棕色沉淀 红棕色沉淀 静置,沉淀红棕色沉淀 红棕色沉淀 浅棕色沉淀无现象 无现象 无现象从以上实验现象可得出如下结论第一，按照常量浓度(10mg/mL)，分别向碳酸钠和碳酸氢钠溶液中滴加氯化 汞溶液都会产生红棕色沉淀。第二，氯化汞溶液与碳酸钠或碳酸氢钠溶液混合所得红棕色沉淀应为碱式 碳酸汞，不会是碱式氯化汞，碳酸汞的溶解度大于(氢)氧化汞的溶解度。第三，可采用调变氯离子C广浓度的方法来控制溶液中汞离子HgS+的浓度， 以达到鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液的目的。第四，0.1mol/L氯化汞溶液与饱和氯化钠溶液以10 : 1的体积比混合， 即2mL的氯化汞溶液与6滴氯化钠溶液所得混合溶液即使与近饱和态的lmol/L 的碳酸氢钠溶液混合也不产生沉淀(常温饱和碳酸氢钠浓度约为1.04mol/L)， 但与很稀的0.01mol/L碳酸钠溶液混合也能产生沉淀。因此，0.1mol/L氯化汞与 饱和氯化钠混合液可用来鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液，其适宜体积比为10 : 1。以上实验结果也可从分析化学理论得到论证(1) 0. 01mol/L的碳酸钠在混合溶液中氢氧根离子的平衡浓度计算 取2 mL0.01mol/L碳酸钠加入6滴即0.2mL饱和氯化钠和2mL氯化汞后，碳酸钠的分析浓度为0.00476 mol/L。已知c(CO")=0.00476mol/L Kbl =1.8x10"《b^2.4xl(T8 , 由于V^ 100ii:b2，丄<500，贝U:-1.8xl0—4 + V(1.8xl0一4)2 + 4x0.00476 xl.8xl(T4 4 [OH_] =-^-^~-= 8.4xl(T4mol/L(2) lmol/L即近饱和的碳酸氢钠在混合溶液中氢氧根离子的平衡浓度计取2 mLlmol/L碳酸氢钠加入6滴即0.2mL饱和氯化钠和2mL氯化荥后，碳 酸氢钠的分析浓度为0.476 mol/L。己知c<formula>formula see original document page 6</formula>(3) 0.1 mol/L氯化汞在混合溶液中Hg2+离子的平衡浓度计算 当加入5滴饱和氯化钠时饱和氯化钠的浓度约为5.434mol/L。取2mL0.1mol/L氯化汞加入5滴即 0.167mL饱和氯化钠和2mL碳酸钠或碳酸氢钠后，氯化汞分析浓度约为0.048 mol/L， C1—的平衡浓度约为0.121 mol/L。<formula>formula see original document page 6</formula>当加入6滴饱和氯化钠时取2 mL0.1mol/L氯化汞加入6滴即0.2mL饱和氯化钠和2mL碳酸钠或碳酸氢钠后，氯化汞分析浓度约为0.0476 mol/L， C广的平衡浓度约为0.164 mol/L。 __J_<formula>formula see original document page 6</formula>(4)溶液混合后能否产生沉淀的推论当O.lmol/L氯化汞溶液加入6滴饱和氯化钠时，与0.01mol/L的碳酸钠溶液 混合后已知氢氧化汞的溶度积《p(Hg(OH)2^ 3x10-26因为Q = [Hg2+][OH-]、2,63xl0-"x(8.4xl(T4)2 = 1.86xl(T20 /:s。p(Hg(OH)2)= 3xl0-26所以两者混合会产生沉淀，推导结果与表1实验现象完全吻合。 当0.1mol/L氯化汞溶液加入5滴饱和氯化钠时，与lmol/L的碳酸氢钠溶液 混合后考虑离子强度对离子有效浓度的影响。由于起始0.1 mol/LHgCl2溶液的密度 为/ = 1.0209g/mL，质量百分比浓度"=2.659%; lmol/LNaHC03溶液的密度为/ = 1.0577g/mL，质量百分比浓度"=7.9426%;饱和氯化钠/ = 1.2009g/mL，质量百 分比浓度"=26.471%。因此，在2 mL0.1mol/L氯化汞、5滴即0.167 mL饱和氯 化钠和2 mLlmol/L的碳酸氢钠混合，在混合溶液中，m(HgCl》"0. 0145 mo1/ kg， w(HgC1〗—)"O, 0175mol/kg， w (Na+) =0. 7118mol/kg， m (C广)"0. 1235mo1/ kg， m(HCO;)=0.48mol/kg， m(CO『)=0.0054mol/kg。于是溶液的离子强度/ =0.7107 mol/kg。设Hg&离子和OH-离子的活度系数遵从Davies方程，得/±=0.57。所以g = [Hg2+][OH—]2 =0.57x6.86x10-14x(0.57x2.04x 10"6)2 = 5.3xl0一26 >《(Hg(OH)2)= 3xl(T26可见两溶液混合会产生沉淀，与表1实验现象一致。当0.1mol/L氯化汞溶液加入6滴饱和氯化钠与lmol/L的碳酸氢钠溶液混合后考虑离子强度对离子有效浓度的影响。由于起始O.l mol/LHgCl2溶液的密 度为/ = 1.0209g/mL，质量百分比浓度『2.6599Mmol/LNaHC03溶液的密度为/ =1.0577g/mL，质量百分比浓度a=7.9426%;饱和氯化钠p = 1.2009g/mL，质量百分比浓度"=26.471%。因此，在2mL0.1mol/L氯化汞、6滴(0.2 mL)饱和氯化 钠和2 mLlmol/L的碳酸氢钠混合后的溶液中，m(HgCl》"0. 014 mol/kg， m(HgCl〗-)"0. 0226mol/kg，(Na+)=0. 7509mol/kg， m(C广)"0. 1665mol/kg， w (HCO;) =0.4763mol/kg， m (CO") =0.0054mol/kg 。 /=0.7598 mol/kg。设Hg&离子和OH-离子的活度系数遵从Davies方程，计算得/±=0.578。所以0 = [Hg2+][OH-]2 =0.578x2.63xl(T"x(0.578x2.04xl(T6)2 = 2.1xl0一26 <g(Hg(OH)2)= 3xl0-26表1实验现象证实了该分析结果的正确性。(5)沉淀物组成的推断各次实验所得的红棕色沉淀经分离和洗涤后向其中逐滴加入过量稀硫酸或 稀硝酸，可清楚地观察到沉淀表面快速冒气泡，同时可见沉淀由红棕色变为黄 色，最后黄色沉淀完全溶解，可推断这种红棕色沉淀是碱式碳酸汞，可能的化学组成为Hg0 HgC03或Hg(OH)2 HgC03，不会是红棕色的碱式氯化汞。
权利要求
1、一种鉴别碳酸钠与碳酸氢钠溶液的方法，是采用Cl-离子调变的HgCl2溶液来鉴别常量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液，它包括如下顺序的步骤第一步在常量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中加入浓度为0.1mol/L的氯化汞溶液与饱和氯化钠溶液的混合溶液，氯化汞溶液与饱合氯化钠溶液的体积比为10∶1；第二步振荡两种混合后的溶液，观察两种溶液所产生的现象，产生棕红色沉淀的溶液是Na2CO3溶液，无现象产生的是NaHCO3溶液。
全文摘要
本发明属于化学化工技术领域，具体涉及一种鉴别碳酸钠与碳酸氢钠溶液的方法。本发明在现有技术的基础上，提供一种不同以往的鉴别碳酸钠与碳酸氢钠溶液的方法。该方法是采用Cl<sup>-</sup>离子调变的HgCl<sub>2</sub>溶液来鉴别常量浓度的Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>和NaHCO<sub>3</sub>溶液，与调变后的HgCl<sub>2</sub>溶液混合能产生棕红色沉淀的溶液是Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>溶液，而无现象产生的则是NaHCO<sub>3</sub>溶液。此方法仪器简单操作方便，药品易得耗时短，现象明显易察觉，成功率高效果好。
文档编号G01N21/82GK101256152SQ20081003061
公开日2008年9月3日 申请日期2008年2月1日 优先权日2008年2月1日
发明者李大塘 申请人:湖南科技大学