一種鑒別面堿與重堿溶液的簡易方法

李大塘 劉秋華 徐波

摘要：利用面堿和重堿溶液的不同還原性以及高錳酸鉀溶液的氧化性，成功設(shè)計了快速、方便、有效地鑒別面堿和重堿溶液的方法。該方法操作方便、現(xiàn)象明顯、安全性強(qiáng)、成功率高、富有個性?？捎米魇称焚|(zhì)量與安全、食藥檢驗、醫(yī)藥健康及課堂演示實驗。

關(guān)鍵詞：高錳酸鉀;面堿;重堿

文章編號：1008-0546（2020）02-0085-02 中圖分類號：0613.71 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.02.027

面堿又叫堿面，還叫純堿。重堿又叫小蘇打，或稱蘇打粉。大家知道面堿與重堿因水解程度不同而產(chǎn)生的堿性強(qiáng)度不同，通過采用酸堿指示劑的方法實現(xiàn)了對面堿與重堿無色溶液的有效鑒別。另外，面堿與重堿水解產(chǎn)生的氫氧根不僅具有堿的通性，而且具有還原性質(zhì)，由于兩者水解的差異性導(dǎo)致其堿性的強(qiáng)弱存在明顯差別，即導(dǎo)致其各自還原性的強(qiáng)弱存在明顯差別，能否利用這種還原性的差異來進(jìn)行鑒別呢？很明顯，理論上是可行的。這里利用氧化還原反應(yīng)，介紹一種新的鑒別面堿與重堿溶液的簡易方法，以饗同仁。

一、實驗方法

所用試劑均為分析純。高錳酸鉀溶液取用量都為0.5mL（每mL溶液為17滴）。

①配制濃度分別為0.01、0.4和2mol·L^-1的面堿溶液。②配制濃度分別為飽和、0.4和0.01mol·L^-1的重堿溶液。③配制高錳酸鉀濃度為O.00005mol·L^-1。

取6份0.5mL高錳酸鉀溶液，分別加入各種配制好的面堿及重堿溶液。振蕩，觀察實驗現(xiàn)象。

二、實驗現(xiàn)象

高錳酸鉀溶液與不同濃度的面堿溶液混合，充分振蕩后的實驗現(xiàn)象如表1所示，高錳酸鉀溶液與不同濃度的重堿溶液混合，充分振蕩后的實驗現(xiàn)象詳見表2。

三、實驗結(jié)論

表1-2的實驗現(xiàn)象清楚表明，面堿的濃度即使稀釋到0.01 mol·L^-1，較少用量也能使0.00005mol·L^-1高錳酸鉀溶液褪色，同等條件下，哪怕是飽和的重堿溶液也不能使高錳酸鉀溶液完全褪色。因此高錳酸鉀可以方便、快速、有效地鑒別面堿與重堿溶液。具體條件是面堿濃度≥0.0lmol·L^-1重堿濃度≤飽和溶液，高錳酸鉀溶液濃度為0.00005mol·L^-1。

四、實驗優(yōu)點

材料易得藥品少，現(xiàn)象明顯效果好。操作便捷，安全可靠。儀器簡單，成功率高。

五、創(chuàng)新之處

傳統(tǒng)思維方式認(rèn)為，面堿與重堿中的碳元素都為最高價，它們都沒有還原性。而高錳酸鉀是強(qiáng)氧化性物質(zhì)，只有遇還原性物質(zhì)才能發(fā)生氧化還原反應(yīng)而變色。因此高錳酸鉀與面堿和重堿溶液都不會發(fā)生反應(yīng)而變色，甚至出現(xiàn)“堿性高錳酸鉀”的普遍表述。

本實驗設(shè)計突破傳統(tǒng)思維模式束縛，巧妙利用面堿與重堿溶液水解產(chǎn)生的氫氧根離子的還原性及差異性：面堿溶液pH范圍為11.1-12.3，而重堿的pH范圍約為8.31;同時利用高錳酸鉀的氧化性及被還原變色的特性。

考慮到實際電位并不是標(biāo)準(zhǔn)電位，因此應(yīng)該應(yīng)用實際電位判斷。實際電位分析計算如下：

根據(jù)實際情況，考慮到空氣中氧氣的分壓約為0.21大氣壓，設(shè)空氣總壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，即100kPa，也就是氧氣的分壓為21kPa，相對分壓為0.21。

顯然即使是?。?.01mol/L）面堿溶液中OdOH一的電位也比飽和重堿溶液中的電位低，或說即使是?。?.01mol/L）面堿的還原性也比飽和重堿溶液的還原性強(qiáng)。因此，利用這種差別，高錳酸鉀能有效鑒別碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液。

說明一下：實驗中褪色后的溶液未見MnO}的綠色現(xiàn)象，歸屬于高錳酸鉀濃度太低，但不影響自身顏色的極易覺察，見圖1。因產(chǎn)生的MnO4^2-量太少，顏色過淡，加之肉眼對綠色不敏感，實驗時未觀察到顏色如同未觀察到肉紅色的Mn²⁺（aq）、淺紫色的Fe³⁺（aq）一樣認(rèn)為是無色，因此本能地認(rèn)為高錳酸鉀溶液退色了，見圖2。當(dāng)錳酸鉀濃度大時，變色后這種顏色還是清晰可見的，見圖1。