固体碳酸氢钠的分解温度之探究

固体碳酸氢钠的分解温度之探究

湖南省浏阳市第二中学（410312）潘桃种

问题提出：固体碳酸氢钠的分解温度是多少？在教学中常常有学生问这个问题，为了解决这个问题，笔者查阅了大量的资料，各资料的说法也不尽统一。大致有如下几种说法：

1、1994年9月上海教育出版社出版本书编写组编《中学化学教师备课资料手册》P.96续表是这样讲的：Na HCO3 不稳定，100℃以上分解。

2、2000年3月人民教育出版社出版人民教育出版社化学室编著全日制普通高级中学（试验修订本·必修）《化学 第一册 教师用书》P.43是这样记载的：“而碳酸氢钠超过100 ℃即开始分解, 温度升高，分解加快。在170℃ ~180 ℃，约经过30min，碳酸氢钠即全部分解为碳酸钠。”

3、1982年6月人民教育出版社出版北京师范大学等编的《无机化学》下册P.623是这样记载的：“ ，碳酸氢钠在427K（150℃）左右分解； ”。

4、1992年12月沈阳出版社出版《中国中学教学百科全书》总编辑委员会编的《中国中学教学百科全书》化学卷P.134是这样记载的：固体碳酸氢钠加热即分解：

200℃

2Na HCO3 == Na2CO3 +CO2↑+H 2O

5、1998年10月《中国大百科全书》出版社出版《中国大百科全书》总编辑委员会编的《中国大百科全书》化学卷ⅡP.958是这样说的: 干态Na HCO3 在270℃分解，生成碳酸钠。持这样说法的还有1984年2月高等教育出版社出版尹敬执、申泮文编的《基础无机化学》下册P.486；1983年11月清华大学出版社出版王致勇编的《无机化学原理》P.167；1979年1月人民教育出版社《无机化学》编写组编的《无机化学》下册P.183；1981年7月科学普及出版社出版《中学教师化学手册》编委会编的《中学教师化学手册》P.153；1994年12月上海教育出版社出版刘正贤编的《中学化学实验大全》P.599；以及1985年2月山东科学技术出版社出版印永嘉编的《大学化学手册》P.129都是认为碳酸氢钠的分解温度为270℃。

从这些资料来看所涉及的固体碳酸氢钠的分解温度说法大概有这五种说法，固体碳酸氢钠的分解温度到底是多少，下面谈谈笔者的粗浅认识：

众所周知，化学热力学为人们找到了判断某化学反应能否自发进行的判断依据——反应的自由焓变(ΔG°)，在使用该判断依据时，通常用化学反应的标准自由焓变(ΔG°)

是否小于零为依据。若反应的ΔG°＞0，该反应不自发；若ΔG°＜0，反应自发进行；若反应的ΔG°=0，则反应处于平衡状态。

对于固体碳酸氢钠能否分解成碳酸氢钠、二氧化碳和水的问题，可以通过计算其分解的反应的ΔG°来确定。有关热力学数据及计算如下：

物质 状态 ΔH°（kJ/mol） ΔG°（kJ/mol） S°（J/(mol·k)） 碳酸氢钠 固 -947.7 -851.9 102.1

碳酸钠 固 -1133.95 -1047.7 136.0

二氧化碳 气 -393.514 -394.39 213.639

水 液 -241.827 -228.597 188.724

化学反应：2NaHCO（s）==Na CO（s）+CO（g）+H O（g）

ΔG°=(-1047.7-394.39-228.597)-2×(-851.9)=33.113(kJ/mol )

ΔH°=（-1133.95-393.514-241.827）-2×(-947.7)=126.1(kJ/mol)

ΔS°=(136.0+213.639+188.724)-2×102.1=334.153(J/mol )

该反应的能自发进行的温度：

T＞ΔH°/ΔS° 即 T ＞ 126/0.334 故T＞377（K）

上述热力学数据录自1985年5月高等教育出版社出版上海师范大学等校合编《物理化学》上册P.297至P.300。

通过上表中所列的相关物质的热力学数据及碳酸氢钠分解反应的ΔG°的计算数据可知：该反应在标态下的ΔG°＞0，所以这个分解反应在标态下不能自发进行。在此，我们可以运用ΔG° =ΔH°-TΔS°计算出碳酸氢钠分解反应能自发进行的温度为377K（即104℃）。

笔者曾经做过实验：将带有一导气管的橡胶塞塞在盛有固体碳酸氢钠的大试管，放在熔化的石蜡液中加热，当石蜡液中的温度上升到102℃时发现有气体，产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊，这说明固体碳酸氢钠在102℃时会分解。由于受实验条件的限制，这个温度可能不是那么准确，但也说明碳酸氢钠在104℃以上能够分解。

综上所述，对于前面所述的五种说法，我认为碳酸氢钠的分解温度应该在100℃以上，即应采用第二种或第一种，最好是第二种，更不应该采用第四种和第五种说法。这仅仅是笔者之管见，作为引玉之砖，有请各位老师指教。

410312 湖南省浏阳市第二中学 潘桃种 中学高级化学教师

联系电话：13875808312 详细地址：湖南省浏阳市第二中学（大瑶镇育才路）

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