运用pH传感器研究盐酸与碳酸钠碳酸氢钠的反应.docx

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运用pH传感器研究盐酸与碳酸钠、碳酸氢钠的反应
实验目的
1学习使用pH传感器。
2运用pH传感器测定溶液pH变化，更好的研究和认识化学反应。
实验原理
N攵CO3溶液与盐酸的反应过程分为两个阶段，
CO32-+H+ =HCO3- (1)
HCO3-+ H+= H2O+CO2 T (2)
其中第二阶段正是NaHCO3溶液与盐酸的反应。因此Na2CO3溶液与盐酸反 应过程pH的变化也应该分为两个阶段，其中第二阶段与NaHCO3溶液与盐酸反 应的pH的变化相吻合。
仪器与药品
数据采集器(VENIER LabPro),计算机及其相配套的软件，pH传感器，滴 管，磁力搅拌器，压强传感器，烧杯(100mL),铁架台，大试管，盐酸(2mol/L) Na2CO3, NaHCO3,蒸储水 实验步骤
(1)组装实验装置，将pH传感器、滴管、数据采集器与计算机三者相连 接，双击“Logger Lite ”软件，在“实验”中选择“数据采集”，模式选择“事 件配记录”，栏名称“盐酸体积”，单位“ mL'。
(2)称取2g N%CO3固体放入100mL小烧杯，加入40mL蒸储水，打开磁 力搅拌器，待Na2CO3固体完全溶解。用滴管逐滴滴入盐酸并开始采集数据。每 滴加1 mL采集一次数据。当pH不再随盐酸的加入而有显著变化时停止采集数 据。
(3)重复步骤⑵测定向2gNaHCO3固体和40mL蒸储水配成的NaHCO3溶 液中滴加盐酸时pH的变化曲线。
(若分别取1g碳酸钠和碳酸氢钠，上述反应可在更短时间内完成) 实验结果与分析
从实验所得下图中，可明显看到碳酸钠与盐酸反应有两个 pH突跃，而碳酸
氢钠与盐酸反应只有一个pH突跃
图1向Na2CO3溶液滴加盐酸时pH的变化曲线
捻酸体阳（mL）
图2向NaHCQ溶液中滴加盐酸时 pH的变化曲线
拓展阅读
以下是用滴数计数器和pH传感器作出的上述反应更为精致的实验图像
（1）图1为向Na2CO3溶液中滴加盐酸时pH的变化曲线
图1向Na2co3溶液滴加盐酸时pH的变化曲线
由上图可以看出，该浓度下的 Na2CO3溶液呈现较强的碱性（pH接近12） 滴入盐酸后，pH稍有下降，继续滴入盐酸，pH变化趋于平缓，出现第一个平台, 直至pH达到9 （第一个平台结束）以后又有明显下降，此时伴随极少量气泡产 生。随着盐酸的持续滴入，，出现第二个平 台，且此阶段有大量气泡产生。待 pH缓慢下降到6左右（第二个平台结束）， 溶液内几乎无气泡产生，pH下降速度明显加快。待反应溶液呈现强酸性时，随 着盐酸的滴加，pH基本没有明显变化。另外，通过观察，第一个平台和第二个 平台消耗的盐酸体积基本相同，都约为 9mL。这说明两个阶段消耗的氢离子的
量是相等的。
（2）图2为