一種鑑別碳酸鈉與碳酸氫鈉溶液的方法

2023-05-02 03:32:51 2

專利名稱：一種鑑別碳酸鈉與碳酸氫鈉溶液的方法
技術領域：
本發明屬於化學化工技術領域，具體涉及一種鑑別碳酸鈉與碳酸氫鈉溶液 的方法。
背景技術：
碳酸鈉俗稱純鹼、蘇打，碳酸氫鈉俗稱小蘇打，兩者都廣泛應用於工業生 產、科學研究、日常生活、食品衛生和醫藥保健等領域，其溶液都為無色透明 溶液，肉眼無法直接鑑別。大家知道，鈣、鋇的碳酸鹽難溶於水，它們的碳酸 氫鹽易熔於水，於是，對於上述兩種溶液的鑑別方法通常介紹的是分別向兩種 溶液中滴加氯化鋇溶液或氯化鈣溶液，如果產生白色沉澱，則所鑑別溶液為碳 酸鈉溶液，及之則為碳酸氫鈉溶液，然而，實際操作時卻發現兩種溶液中均產 生白色沉澱，實驗結果如下表不同濃度的Ba2 、 Ca^+鹼土金屬鹽分別與碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液混合的實驗現象、、、現\\、、^2+試劑Ba2+Ca2+-、、參 、、、、、 鈉鹽溶液、-、-二、:::、、lmol/L0.02mol/Llmol/L0.02mol/LNa2C03 lmol/L沉澱沉澱沉澱沉澱0.02mol/L沉澱渾濁沉澱渾濁NaHC03 lmol/L沉澱沉澱沉澱沉澱0.02mol/L渾濁少許渾濁渾濁少許渾濁由此可見在常量範圍內用氯化鈣或氯化鋇來鑑別碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液是 不可能做到的。 發明內容本發明的目的是在現有技術的基礎上，提供一種不同以往的鑑別碳酸鈉與 碳酸氫鈉溶液的方法。本發明的目的是通過如下的方法來實現的該鑑別碳酸鈉與碳酸氫鈉溶液的方法，是採用Cl—離子調變的HgCl2溶液來鑑別常量濃度的Na2CCb和NaHC03 溶液，它包括如下順序的步驟第一步在常量濃度的Na2C03和NaHC03溶液中加入濃度為0.1mol/L的氯 化汞溶液與飽和氯化鈉溶液的混合溶液，氯化汞溶液與飽和氯化鈉溶液的體積比為10 : 1;第二步振蕩兩種混合後的溶液，觀察兩種溶液所產生的現象，產生棕紅色沉澱的溶液是Na2C03溶液，無現象產生的是NaHC03溶液。此方法儀器簡單操作方便，藥品易得耗時短，現象明顯易察覺，成功率高 效果好。
具體實施方式
分別取用配製好的2mL濃度為lmol/L、 0.05mol/L和0.01mol/L的碳酸鈉溶 液和碳酸氫鈉溶液，加入2mL濃度為0.1mol/L氯化滎溶液，振蕩，觀察現象， 實驗結果如表1所示。從表1所示的實驗現象可知，氯化汞與常量濃度的碳酸氫鈉溶液混合也有 沉澱或渾濁現象，於是通過在氯化汞溶液中滴加飽和氯化鈉溶液的方法以控制 Hg^的濃度，重複上述實驗，其實驗結果同列於表l，其中，飽和氯化鈉液滴的 體積為lmL/30滴，6滴即為0. 2mL。表1氯化汞(加有飽和氯化鈉)與不同濃度的Na2C03和NaHC03溶液混合的實驗現象紅棕色沉澱 紅棕色沉澱 紅棕色沉澱 紅棕色沉澱 紅棕色沉澱 無現象紅棕色沉澱 紅棕色沉澱 紅棕色沉澱 靜置,沉澱紅棕色沉澱 紅棕色沉澱 淺棕色沉澱無現象 無現象 無現象從以上實驗現象可得出如下結論第一，按照常量濃度(10mg/mL)，分別向碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液中滴加氯化 汞溶液都會產生紅棕色沉澱。第二，氯化汞溶液與碳酸鈉或碳酸氫鈉溶液混合所得紅棕色沉澱應為鹼式 碳酸汞，不會是鹼式氯化汞，碳酸汞的溶解度大於(氫)氧化汞的溶解度。第三，可採用調變氯離子C廣濃度的方法來控制溶液中汞離子HgS+的濃度， 以達到鑑別碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液的目的。第四，0.1mol/L氯化汞溶液與飽和氯化鈉溶液以10 : 1的體積比混合， 即2mL的氯化汞溶液與6滴氯化鈉溶液所得混合溶液即使與近飽和態的lmol/L 的碳酸氫鈉溶液混合也不產生沉澱(常溫飽和碳酸氫鈉濃度約為1.04mol/L)， 但與很稀的0.01mol/L碳酸鈉溶液混合也能產生沉澱。因此，0.1mol/L氯化汞與 飽和氯化鈉混合液可用來鑑別碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液，其適宜體積比為10 : 1。以上實驗結果也可從分析化學理論得到論證(1) 0. 01mol/L的碳酸鈉在混合溶液中氫氧根離子的平衡濃度計算 取2 mL0.01mol/L碳酸鈉加入6滴即0.2mL飽和氯化鈉和2mL氯化汞後，碳酸鈉的分析濃度為0.00476 mol/L。已知c(CO")=0.00476mol/L Kbl =1.8x10"《b^2.4xl(T8 , 由於V^ 100ii:b2，丄<500，貝U:-1.8xl0—4 + V(1.8xl0一4)2 + 4x0.00476 xl.8xl(T4 4 [OH_] =-^-^~-= 8.4xl(T4mol/L(2) lmol/L即近飽和的碳酸氫鈉在混合溶液中氫氧根離子的平衡濃度計取2 mLlmol/L碳酸氫鈉加入6滴即0.2mL飽和氯化鈉和2mL氯化滎後，碳 酸氫鈉的分析濃度為0.476 mol/L。己知cformula see original document page 6(3) 0.1 mol/L氯化汞在混合溶液中Hg2+離子的平衡濃度計算 當加入5滴飽和氯化鈉時飽和氯化鈉的濃度約為5.434mol/L。取2mL0.1mol/L氯化汞加入5滴即 0.167mL飽和氯化鈉和2mL碳酸鈉或碳酸氫鈉後，氯化汞分析濃度約為0.048 mol/L， C1—的平衡濃度約為0.121 mol/L。formula see original document page 6當加入6滴飽和氯化鈉時取2 mL0.1mol/L氯化汞加入6滴即0.2mL飽和氯化鈉和2mL碳酸鈉或碳酸氫鈉後，氯化汞分析濃度約為0.0476 mol/L， C廣的平衡濃度約為0.164 mol/L。 __J_formula see original document page 6(4)溶液混合後能否產生沉澱的推論當O.lmol/L氯化汞溶液加入6滴飽和氯化鈉時，與0.01mol/L的碳酸鈉溶液 混合後已知氫氧化汞的溶度積《p(Hg(OH)2^ 3x10-26因為Q = [Hg2+][OH-]、2,63xl0-"x(8.4xl(T4)2 = 1.86xl(T20 /:s。p(Hg(OH)2)= 3xl0-26所以兩者混合會產生沉澱，推導結果與表1實驗現象完全吻合。 當0.1mol/L氯化汞溶液加入5滴飽和氯化鈉時，與lmol/L的碳酸氫鈉溶液 混合後考慮離子強度對離子有效濃度的影響。由於起始0.1 mol/LHgCl2溶液的密度 為/ = 1.0209g/mL，質量百分比濃度"=2.659%; lmol/LNaHC03溶液的密度為/ = 1.0577g/mL，質量百分比濃度"=7.9426%;飽和氯化鈉/ = 1.2009g/mL，質量百 分比濃度"=26.471%。因此，在2 mL0.1mol/L氯化汞、5滴即0.167 mL飽和氯 化鈉和2 mLlmol/L的碳酸氫鈉混合，在混合溶液中，m(HgCl》"0. 0145 mo1/ kg， w(HgC1〗—)"O, 0175mol/kg， w (Na+) =0. 7118mol/kg， m (C廣)"0. 1235mo1/ kg， m(HCO;)=0.48mol/kg， m(CO『)=0.0054mol/kg。於是溶液的離子強度/ =0.7107 mol/kg。設Hg&離子和OH-離子的活度係數遵從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可見兩溶液混合會產生沉澱，與表1實驗現象一致。當0.1mol/L氯化汞溶液加入6滴飽和氯化鈉與lmol/L的碳酸氫鈉溶液混合後考慮離子強度對離子有效濃度的影響。由於起始O.l mol/LHgCl2溶液的密 度為/ = 1.0209g/mL，質量百分比濃度『2.6599Mmol/LNaHC03溶液的密度為/ =1.0577g/mL，質量百分比濃度a=7.9426%;飽和氯化鈉p = 1.2009g/mL，質量百分比濃度"=26.471%。因此，在2mL0.1mol/L氯化汞、6滴(0.2 mL)飽和氯化 鈉和2 mLlmol/L的碳酸氫鈉混合後的溶液中，m(HgCl》"0. 014 mol/kg， m(HgCl〗-)"0. 0226mol/kg，(Na+)=0. 7509mol/kg， m(C廣)"0. 1665mol/kg， w (HCO;) =0.4763mol/kg， m (CO") =0.0054mol/kg 。 /=0.7598 mol/kg。設Hg&離子和OH-離子的活度係數遵從Davies方程，計算得/±=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實驗現象證實了該分析結果的正確性。(5)沉澱物組成的推斷各次實驗所得的紅棕色沉澱經分離和洗滌後向其中逐滴加入過量稀硫酸或 稀硝酸，可清楚地觀察到沉澱表面快速冒氣泡，同時可見沉澱由紅棕色變為黃 色，最後黃色沉澱完全溶解，可推斷這種紅棕色沉澱是鹼式碳酸汞，可能的化學組成為Hg0 HgC03或Hg(OH)2 HgC03，不會是紅棕色的鹼式氯化汞。
權利要求
1、一種鑑別碳酸鈉與碳酸氫鈉溶液的方法，是採用Cl-離子調變的HgCl2溶液來鑑別常量濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液，它包括如下順序的步驟第一步在常量濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液中加入濃度為0.1mol/L的氯化汞溶液與飽和氯化鈉溶液的混合溶液，氯化汞溶液與飽合氯化鈉溶液的體積比為10∶1；第二步振蕩兩種混合後的溶液，觀察兩種溶液所產生的現象，產生棕紅色沉澱的溶液是Na2CO3溶液，無現象產生的是NaHCO3溶液。
全文摘要
本發明屬於化學化工技術領域，具體涉及一種鑑別碳酸鈉與碳酸氫鈉溶液的方法。本發明在現有技術的基礎上，提供一種不同以往的鑑別碳酸鈉與碳酸氫鈉溶液的方法。該方法是採用Cl-離子調變的HgCl2溶液來鑑別常量濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液，與調變後的HgCl2溶液混合能產生棕紅色沉澱的溶液是Na2CO3溶液，而無現象產生的則是NaHCO3溶液。此方法儀器簡單操作方便，藥品易得耗時短，現象明顯易察覺，成功率高效果好。
文檔編號G01N21/82GK101256152SQ20081003061
公開日2008年9月3日 申請日期2008年2月1日 優先權日2008年2月1日
發明者李大塘 申請人:湖南科技大學