1010920-分析化學實驗1-3碳酸氫鈉與碳酸鈉之組成分析Determination the content of NaHCO3/Na2CO3

 原理：酸性物質可以分單質子酸跟多質子酸，以硝酸跟碳酸為例，一莫耳硝酸只能跟一莫耳氫氧化鈉反應所以硝酸為單質子酸。可是碳酸因為有兩個質子所以每莫耳碳酸可以跟兩莫耳的氫氧化鈉進行反應所以是多質子酸。一般而言多質子酸雖然有多個質子但是不代表每個質子均可以解離。以碳酸而言Ka1=4.3x10-7、Ka2=4.8x10-11。

如果將碳酸與碳酸氫根離子分別溶於水，液體中所產生的氫離子濃度也不盡相同，相對了其氫氧離子濃度也一樣。

所以當我們使用鹽酸來進行碳酸跟離子滴定的時候就會出現下面這樣的滴定結果。可以用pH meter指示滴定終點，若沒有pH meter可以使用可以用指示劑(甲基橙，變色範圍、紅色3.0<4.4黃色)或是酚太(無色8.2<10紅色)來幫助。< p>

第一當量點的時候溶液pH值接近8，酚太會由粉紅變成無色、繼續滴定時接近第二當量終點pH接近4，甲基橙由黃變紅。

藥品：Na2CO3、NaHCO3、KHP、NaOH、HCl、酚太、甲基橙、pH7、10標準液

器材：pH meter、hot plate、burette、滴定管架、pH探針。

步驟：

0.將pH meter(SP-701、P6317)架設好，用pH7、10標準液校正。

1.從濃鹽酸(36.5%、d=1.18、12M)中倒出部分，取5mL先加入少量蒸餾水中攪拌後放入500mL定量瓶中加蒸餾水到標線，混合均勻。

2.秤0.1-0.15g Na2CO3 放進125mL flask中，用25mL蒸餾水溶解，加入2-3d 甲基橙指示劑。

將標準鹽酸置入burette中，將碳酸鈉滴定至桃紅色，記錄需要的鹽酸用量，重複一次實驗，計算鹽酸實際濃度。

下圖中，左邊為甲基橙指示劑加入後的黃色，右邊是桃紅色滴定完畢。

3.秤取0.26g 碳酸鈉跟0.20碳酸氫鈉，置於燒杯中加入30mL蒸餾水，滴入酚太數d先將藥品溶解。

4.用鹽酸進行滴定記錄鹽酸使用的量並觀察顏色變化。

5.當溶液顏色由紅色變成無色時添加數d甲基橙指示劑，繼續滴定，紀錄體積跟pH值，並觀察溶液顏色變化，當pH接近2時停止。

6.重複3-5重做一次

7.領取未知溶液進行滴定，推算該溶液中碳酸鈉以及碳酸氫鈉的含量組成。

8.實驗完畢後清洗器材。

9.用電腦進行數據分析，並將數據之pH對鹽酸滴定量做圖，需標示指示劑變色區域。

10.推算助教配置之未知物中碳酸鈉以及碳酸氫鈉的濃度比例等。

下圖左邊為桃紅色vs.標準品滴定達pH=2之顏色比較。

11.計算碳酸鈉之k值及解離常數。

濃HCl瓶身標示32%

PICT0662 

Na2CO3

NaHCO3

PICT0661

甲基橙指示劑

PICT0663 

酚太指示劑

PICT0633

A班的未知溶液跟標準答案。

B班未知溶液及解答

C班未知溶液及解答

1011004-Table 1

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