氢氧化钠如部分变质,得到的是氢氧化钠与碳酸钠的混合物。若要检验出其中的碳酸根离子,常用的方法有下列五种:
方法(1):向样品中加盐酸,或将样品配成溶液后加盐酸,观察有无气泡产生;
方法(2):将样品配制成溶液,然后滴加氢氧化钙溶液,观察有无白色无沉淀产生。
方法(3):将样品配制成溶液,然后滴加氯化钙溶液,观察有无白色沉淀产生。
方法(4):将样品配制成溶液,然后滴加氢氧化钡溶液,观察有无白色无沉淀产生。
方法(5):将样品配制成溶液,然后滴加氯化钡溶液,观察有无白色沉淀产生。
上述前三种方法,均有不妥之处,只有方法(4)或方法(5)才是最佳的检验方法。理由分述如下:
对于方法(1):如在固体样品中直接加盐酸,即使样品未变质,则氢氧化钠固体溶解以及与盐酸起中和反应均会放出大量的热,很可能使溶液沸腾而产生气泡,误认为二氧化碳气体而发生误判。如先将样品配成溶液后再与盐酸反应,则盐酸只能优先与氢氧化钠反应,只有当氢氧化钠反应完以后才能与碳酸钠反应。假如盐酸先与碳酸钠反应,则反应产生的二氧化碳也会立即被氢氧化钠吸收重新生成碳酸钠。事实上,只要溶液中还存在氢氧化钠,二氧化碳气体就没有放出的可能。接下来如盐酸逐滴加入,则盐酸再与碳酸钠反应生成碳酸氢钠,最后盐酸才会与碳酸氢钠反应生成二氧化碳。如果碳酸钠含量很少,反应到后来,溶液中的水量较多,生成的少量二氧化碳将被较多量的水所溶解,就则很难看到气泡产生。所以,用此法检验,除非氢氧化钠大量 变质,而且要要求盐酸过量,才有气泡现象产生。如盐酸加入的量不足,或含有的碳酸钠量很少,就根本看不到气泡,则检验将失败。
方法(2)与方法(3):可避免方法(1)的缺陷,因碳酸钙的溶度积Ksp数值很小,即使含有少量碳酸钠,在此碱性条件下,当试样溶液中滴加少量氢氧化钙溶液或氯化钙溶液后,将立即可见白色的碳酸钙沉淀。但问题是由于氢氧化钙的溶解度也不大,原试样溶液中存在的氢氧根离子浓度又较高,当加入氢氧化钙或氯化钙溶液后,都可以使溶液中的C(Ca2+)×C(OH-)2大于氢氧化钙的溶度积Ksp,产生同离子效应,将破坏氢氧化钙的溶解平衡,使其向生成氢氧化钙沉淀的方向移动。所以即使氢氧化钠没有变质,用此法也可能产生白色沉淀现象,故也有误判的可能。
方法(4)或方法(5)才是最佳方法。因为氢氧化钡是可溶性强碱,加入含钡离子的溶液后,钡离子不会与原溶液中的氢氧根离子结合成氢氧化钡沉淀;然而在碱性条件下钡离子却很容易与碳酸根离子结合生成碳酸钡沉淀。此法优点是,反应灵敏、可信度强,即使碳酸根离子含量较少,只要加入少量试剂就能见到白色碳酸钡沉淀现象。