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口 吴军芳
（绍兴市第一中学,浙江绍兴 312000）
NaOH作为一种常用药品,在我们化学实验中常常用到.NaOH在常温下呈片状白色晶体,具有强腐蚀性,曝露在空气中容易吸收水分而使表面潮解,水溶液呈强碱性能使酚酞溶液变红.俗称烧碱、火碱、苛性钠.
Na2CO3是氢氧化钠的弱酸盐,因此它的水溶液在水中水解呈碱性,有一定的腐蚀性.碳酸钠固体是白色粉状颗粒,在空气中容易风化,能与酸反应生成相应的盐,同时放出二氧化碳.
由于碳酸钠的这些特点,所以通过比较和探索,在一些实验中往往用碳酸钠来代替氢氧化钠会获得更好的实验效果.
一、利用碳酸钠代替氢氧化钠用于中和酸
如苏教版《有机化学基础》第93页“活动与探究”蔗糖水解实验：向两支试管中各加入1mL 20%的蔗糖溶液,并向其中一支试管中加入3滴稀硫酸(1：5).把两支试管都放在水浴中加热5分钟,然后向加入硫酸的试管中滴加氢氧化钠溶液,中和硫酸.另取两支洁净的试管,分别配制碱性氢氧化铜悬浊液,将上述溶液分别加入到试管中,水浴加热,观察现象.
蔗糖不具有还原性,不能与碱性氢氧化铜悬浊液发生反应,也不能发生银镜反应,但水解后可以发生上述反应.
在实验中用1:5的H2SO4水解蔗糖溶液,水解完成后H2SO4需要中和.按课本中要求可以使用NaOH溶液,但在实验过程中,发现水解过程中加入的H2SO4的量虽然不多,但中和时滴加的氢氧化钠的量不好控制.如果加入的氢氧化钠的量过少,中和后溶液仍呈酸性,加入碱性氢氧化铜悬浊液后,碱性氢氧化铜悬浊液与硫酸反应,氢氧化铜沉淀溶解,所以水浴加热后,溶液仍然是蓝色的,实验失败.
只有中和后水解溶液呈中性或碱性,加入碱性氢氧化铜悬浊液,在水浴加热下,Cu(OH)2被氧化成红色的氧化亚铜.
所以在实验过程中,老师和同学通常提出需要使用pH试纸,才能时时掌握水解后溶液的中和情况.而在具体实验过程中,边滴加氢氧化钠溶液,边用pH试纸测pH值,这个过程很消耗课堂时间,而且操作过程不断反复也很枯燥乏味.还要添配pH试纸、玻棒、表面皿等器材.
在淀粉、纤维素水解过程中也使用硫酸来催化水解,而且硫酸的用量更多,所以中和的氢氧化钠溶液的用量也更多,中和过程需要花费的时间也相应延长,耗时更多.学生、教师在等待时往往会产生焦躁情绪,有时还会影响实验效果；有的同学等待时毛手毛脚,碰翻药品的情况也常常发生.
碳酸钠溶液ph值:试题1碳酸钠溶液中混有硫酸钠
如果糖类水解后还要做银镜反应,就更需要调整好溶液的pH值,没有中和完全,不用说银镜反应做不好：NaOH过量,也影响配置好的银氨溶液,使溶液中的Ag(NH3)2OH被破坏,达不到预想的效果.
在反复实验后,决定用无水碳酸钠固体代替氢氧化钠溶液中和蔗糖水解时使用的硫酸.步骤如下：在中和时,先将试管中已水解完的蔗糖溶液,倒入50mL小烧杯中（因为试管比较小,固体颗粒加入不方便容易粘在试管壁上）,将少量无水碳酸钠固体颗粒慢慢加入待中和的溶液中；起初无水碳酸钠固体颗粒加入到溶液中,马上有大量气泡产生,碳酸钠颗粒全部溶解,继续加入无水碳酸钠,并摇动小烧杯帮助碳酸钠与硫酸充分反应进行,气泡逐渐减少至突然消失：继续摇动小烧杯不再有气泡产生,小烧杯的底部剩余少量无水碳酸钠颗粒,说明硫酸已被完全中和.
将中和好的溶液倒入准备好的碱性氢氧化铜悬浊液中（如果中和后溶液量比较少,可以加入2~3滴管蒸馏水,因为水解后葡萄糖的量足够多,加入蒸馏水不会影响实验结果）水浴加热,很快在试管中可以看到砖红色沉淀产生.将中和好的溶液倒入配好的银氨溶液中,水浴加热,试管壁上出现均匀光亮的银镜.从实验结果来看,实验现象很明显,实验效果很好.
在这个实验过程中,因为不需要检测溶液的pH值,耗时较少；而且中和过程反应现象明显,随着无水碳酸钠颗粒减少,溶液中有大量气泡产生,到气泡瞬间消失,溶液归于平静,很容易就看到硫酸被完全中和的情况,不需要pH试纸检测,学生、教师就可以知道中和的程度,他们对这样的改进很满意.而且稍微过量的碳酸钠颗粒对实验结果没有影响.
我们用无水碳酸钠固体颗粒,对淀粉水解和纤维素水解后的硫酸进行中和,同样产生了很好的实验效果,实验现象一样很明显.
二、碳酸钠在水溶液中水解代替氢氧化钠提供OH-
在高中化学教材中,检验糖有没有还原性通常用氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液配制成碱性氢氧化铜悬浊液,这个实验是在偏碱性的条件下进行.
还原性糖与碱性氢氧化铜悬浊液反应时,主要化学反应就是还原性糖如葡萄糖中的醛基与氢氧化铜反应生成砖红色的氧化亚铜.
由于Cu(OH)2很容易沉淀析出,也不稳定,易分解成黑色的氧化铜和水,所以实验室使用硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液混合制取氢氧化铜（产生蓝色絮状沉淀）,反应如下：
配制完后立即使用.人们又把这样制得的氢氧化铜叫做新制氢氧化铜沉淀.
在浙科版高中生物教材中,检验生物组织中还原性糖的药品使用的是本尼迪特试剂.本尼迪特试剂的配制方法是：将173g柠檬酸钠和100g无水碳酸钠溶解于800mL水中,再取17.3g结晶硫酸铜(CuSO4·5H2O)溶解于100mL水中,将两份溶液混合,并用水稀释到1L,溶液呈蓝色,当溶液不澄清时可以过滤使用.配制好的试剂放在玻璃瓶中用橡皮塞塞紧备用.
实验时在研磨好的梨汁或苹果汁2mL中加入本尼迪特试剂,振荡试管,使研磨出来的组织液与本尼迪特试剂充分混合,将试管置于水浴中加热2～3分钟,可以观察到有砖红色沉淀产生.
从实验结果中可以看到,虽然实验药品看起来不同,但实质的反应原理却相同.本尼迪特试剂利用碳酸钠在水中可以水解产生OH-离子.
当柠檬酸钠一碳酸钠溶液和CuSO4溶液混合时．CuS04溶液中的大部分Cu2+与柠檬酸根络合成为柠檬酸合铜(Ⅱ)离子,只有少量游离的Cu2+和OH-相互结合,使溶液中有少量Cu (OH)z存在.因为产生Cu(OH)2的浓度相对较低,不易析出,因此该试剂可长期保存.实验过程中,本尼迪特试剂中溶液中存在的Cu(OH)2与还原性糖上的醛基（甲醛除外）或乙酰基发生反应,Cu (OH)2被还原成红色的Cu20沉淀.溶液中Cu(OH)2量减少时,柠檬酸合铜(Ⅱ)离子又会释放出Cu2+离子,Cu2+和水解出的OH再结合,又可以继续提供Cu(OH)2,让反应继续进行.
实验教学过程经常会碰到不同的实验情况.实验过程中只要多注意细节,多动脑筋,适当改进实验用的仪器和药品,只要运用得当,往往可以简化实验步骤和程序,还可以达到好的实验效果.
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