一种鉴别面碱与重碱溶液的简易方法

李大塘 刘秋华 徐波

摘要：利用面碱和重碱溶液的不同还原性以及高锰酸钾溶液的氧化性，成功设计了快速、方便、有效地鉴别面碱和重碱溶液的方法。该方法操作方便、现象明显、安全性强、成功率高、富有个性。可用作食品质量与安全、食药检验、医药健康及课堂演示实验。

关键词：高锰酸钾;面碱;重碱

文章编号：1008-0546（2020）02-0085-02 中图分类号：0613.71 文献标识码：A

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.02.027

面碱又叫碱面，还叫纯碱。重碱又叫小苏打，或称苏打粉。大家知道面碱与重碱因水解程度不同而产生的碱性强度不同，通过采用酸碱指示剂的方法实现了对面碱与重碱无色溶液的有效鉴别。另外，面碱与重碱水解产生的氢氧根不仅具有碱的通性，而且具有还原性质，由于两者水解的差异性导致其碱性的强弱存在明显差别，即导致其各自还原性的强弱存在明显差别，能否利用这种还原性的差异来进行鉴别呢？很明显，理论上是可行的。这里利用氧化还原反应，介绍一种新的鉴别面碱与重碱溶液的简易方法，以飨同仁。

一、实验方法

所用试剂均为分析纯。高锰酸钾溶液取用量都为0.5mL（每mL溶液为17滴）。

①配制浓度分别为0.01、0.4和2mol·L^-1的面碱溶液。②配制浓度分别为饱和、0.4和0.01mol·L^-1的重碱溶液。③配制高锰酸钾浓度为O.00005mol·L^-1。

取6份0.5mL高锰酸钾溶液，分别加入各种配制好的面碱及重碱溶液。振荡，观察实验现象。

二、实验现象

高锰酸钾溶液与不同浓度的面碱溶液混合，充分振荡后的实验现象如表1所示，高锰酸钾溶液与不同浓度的重碱溶液混合，充分振荡后的实验现象详见表2。

三、实验结论

表1-2的实验现象清楚表明，面碱的浓度即使稀释到0.01 mol·L^-1，较少用量也能使0.00005mol·L^-1高锰酸钾溶液褪色，同等条件下，哪怕是饱和的重碱溶液也不能使高锰酸钾溶液完全褪色。因此高锰酸钾可以方便、快速、有效地鉴别面碱与重碱溶液。具体条件是面碱浓度≥0.0lmol·L^-1重碱浓度≤饱和溶液，高锰酸钾溶液浓度为0.00005mol·L^-1。

四、实验优点

材料易得药品少，现象明显效果好。操作便捷，安全可靠。仪器简单，成功率高。

五、创新之处

传统思维方式认为，面碱与重碱中的碳元素都为最高价，它们都没有还原性。而高锰酸钾是强氧化性物质，只有遇还原性物质才能发生氧化还原反应而变色。因此高锰酸钾与面碱和重碱溶液都不会发生反应而变色，甚至出现“碱性高锰酸钾”的普遍表述。

本实验设计突破传统思维模式束缚，巧妙利用面碱与重碱溶液水解产生的氢氧根离子的还原性及差异性：面碱溶液pH范围为11.1-12.3，而重碱的pH范围约为8.31;同时利用高锰酸钾的氧化性及被还原变色的特性。

考虑到实际电位并不是標准电位，因此应该应用实际电位判断。实际电位分析计算如下：

根据实际情况，考虑到空气中氧气的分压约为0.21大气压，设空气总压为1标准大气压，即100kPa，也就是氧气的分压为21kPa，相对分压为0.21。

显然即使是稀（0.01mol/L）面碱溶液中OdOH一的电位也比饱和重碱溶液中的电位低，或说即使是稀（0.01mol/L）面碱的还原性也比饱和重碱溶液的还原性强。因此，利用这种差别，高锰酸钾能有效鉴别碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液。

说明一下：实验中褪色后的溶液未见MnO}的绿色现象，归属于高锰酸钾浓度太低，但不影响自身颜色的极易觉察，见图1。因产生的MnO4^2-量太少，颜色过淡，加之肉眼对绿色不敏感，实验时未观察到颜色如同未观察到肉红色的Mn²⁺（aq）、浅紫色的Fe³⁺（aq）一样认为是无色，因此本能地认为高锰酸钾溶液退色了，见图2。当锰酸钾浓度大时，变色后这种颜色还是清晰可见的，见图1。