树洪
回答者
回答于 2026-11-10
实验原理
碳酸钠（Na₂CO₃）热稳定性高，在一般酒精灯或马弗炉加热条件下不分解；碳酸氢钠（NaHCO₃）受热易分解，反应方程式为：
2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O↑ + CO₂↑
加热过程中，生成的水蒸气和二氧化碳逸出，导致固体总质量减少。减少的质量即为逸出气体（H₂O与CO₂）的总质量。根据该质量差与化学计量关系，可反推出原混合物中NaHCO₃的质量，进而求得各组分质量分数。
计算步骤
- 称量初始质量：准确称取混合物的质量为 m g。
- 充分加热：将样品置于坩埚中加热至恒重（连续两次称量质量差不超过规定误差），确保NaHCO₃完全分解。
- 称量残余质量：冷却后称得剩余固体（全部为Na₂CO₃）的质量为 m₁ g。
- 计算质量差：Δm = m - m₁，即逸出的H₂O和CO₂总质量。
- 列式求解：
- 由方程式可知，每2 mol NaHCO₃（168 g）分解，逸出1 mol H₂O（18 g）和1 mol CO₂（44 g），共失重62 g。
- 设原混合物中NaHCO₃质量为 x g，则：x / 168 = Δm / 62，解得 x = (168 × Δm) / 62。
- 求质量分数：
- w(NaHCO₃) = x / m × 100%
- w(Na₂CO₃) = (m - x) / m × 100% = 1 - w(NaHCO₃)
适用条件
- 混合物中仅含Na₂CO₃和NaHCO₃两种组分，不含其他受热分解或挥发的杂质。
- 加热温度需足以使NaHCO₃完全分解（通常270℃以上即可），但不能过高导致Na₂CO₃熔融飞溅。
常见误区
- 未加热至恒重：若NaHCO₃未完全分解，测得的Δm偏小，导致计算出的NaHCO₃含量偏低。
- 混淆失重成分：误将失重仅当作CO₂或仅当作H₂O进行计算，正确做法是将两者合并视为总失重62 g对应168 g NaHCO₃。
- 忽略吸湿影响：加热后的Na₂CO₃若在空气中冷却时间过长会吸收水分和CO₂，导致m₁偏大、Δm偏小，应在干燥器中冷却后称量。