碳酸根碳酸氢根离子的检验

碳酸根、碳酸氢根离子的检验

BAOLILONG130 碳酸根离子的检验在初中就学过：“向溶液中加入足量稀盐酸，生成气体，使澄清的石灰水变浑浊，说明溶液中含有碳酸根离子。”乍一看，这个检验方式没有什么错误，也选入了我们的教材，其实只要仔细想想，就会发现其中有诸多不严密之处，本文就对其加以分析。

首先，要彻底弄清这个反应，我们必须弄清反应的实质。其实，加入稀盐酸，是提供了氢离子，氢离子和碳酸根离子结合成不稳定的碳酸，碳酸自动分解出CO2，产生的CO2使澄清石灰水变浑浊。

但是，和澄清石灰水反应的气体不只CO2一种，常见的还有SO2、HF等，不稳定的酸也有很多，比如H2SO3——问题来了，如果原溶液中有亚硫酸根离子，按照这种检验方法，也会出现和碳酸根离子相同的现象（SO3(2-)+2H+=H2O+SO2↑，SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O），自然不能说明溶液中有碳酸根离子。

那么，我们必须排除亚硫酸根等离子的干扰，具体的方法我们要对比SO2和CO2的性质。SO2比起CO2有两条显著的性质差异：有刺激性气味和能使酸性高锰酸钾溶液褪色。于是，排除亚硫酸根等离子的干扰方法出来了——1.加入酸后产生的气体无色无味。2.该气体通入酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液不褪色。这两种通常选择一种即可，为了安全及方便考虑，通常选择后者，一般先通过足量酸性高锰酸钾溶液，然后再通入澄清石灰水（避免既有亚硫酸根，又有碳酸根的情况）。

仅此就可以确定溶液中有碳酸根离子了吗？不是。虽然通过上述反应，确定了生成气体为CO2，但是与H+反应生成CO2的常见离子有两种：碳酸根离子、碳酸氢根离子。仅通过上述操作，我们无法确定溶液中的究竟是碳酸根离子，还是碳酸氢根离子，或是二者都有。于是，我们下一步需要确定究竟是哪种情况。

碳酸根和碳酸氢根的一个显著区别就是碳酸盐多难溶（钾钠等除外），而碳酸氢盐多可溶或易溶，那么我们需要找一种离子来区分它们。考虑成本及多种因素后，我们通常选择Ca2+或Ba2+，方法就来了：在以上的基础上，另取一份加入CaCl2或者BaCl2溶液，以免硫酸根离子等的干扰)，若不产生沉淀，那么溶液中只存在碳酸氢根，若产生沉淀，过滤后滤渣中加入稀硝酸，放出CO2气体(排除硫酸根离子干扰)，则为碳酸根或二者混合物，下一步区分只需要过滤后，在滤液中再次加入稀盐酸，看是否有CO2产生即可。

综上，检验碳酸根离子或碳酸氢根离子的方法如下：首先向溶液中加入足量的稀盐酸，产生的气体通过足量的酸性高锰酸钾溶液后再通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。再另取一份溶液，加入CaCl2或BaCl2溶液，如果不产生沉淀，则只含有碳酸氢根离子；如果产生沉淀，且向过滤后的滤渣中加入稀硝酸，沉淀放出CO2，向滤液中加入稀盐酸，不生成CO2，则只含有碳酸根离子；如果生成CO2，则既含有碳酸根离子，又含有碳酸氢根离子。

毫无疑问方法不只这一种，而且肯定也会有比这种方法更方便的方法，但是这种方法可以在一定程度上准确地判断出碳酸根、碳酸氢根离子的存在，也欢迎大家不吝赐教，本人在此深表感激。