为什么碳酸钠和盐酸反应是放热,碳酸氢钠和盐酸反应是吸热

Question

为什么碳酸钠和盐酸反应是放热,碳酸氢钠和盐酸反应是吸热

Answer 1

Na2CO3和NaHCO3与稀盐酸地反应同样剧烈,这时候仅从反应的剧烈程度是不能区分出Na2CO3和NaHCO3的,但是1g Na2CO3和NaHCO3与10ml、2mol/L完全反应的时间是不同的,且反应后溶液的温度发生了明显的变化,1g Na2CO3与10ml稀盐酸完全反应用时2分钟,温度由室温26℃升高至30℃,升高了4℃,用手触摸式管底部,可以明显的感觉到试管变热；1g NaHCO3与10ml稀盐酸完全反应用时1分钟,温度由室温26℃降低至20℃,降低了6℃,这时候用手触摸试管底部,会感觉到试管底部变得非常凉,从温度变化我们可以看到,Na2CO3和NaHCO3与稀盐酸伴随着明显的吸热和放热现象,我们可以从这两个反应的标准摩尔反应焓变来解释这一现象：
Na2CO3(s)+2H+=2Na++H2O(l)+CO2(g) ①
NaHCO3(s)+H+=Na++H2O(l)+CO2(g) ②
物质
Na2CO3(s)
NaHCO3(s)
H+
H2O(l)
Na+
CO2(g)
△rHm,298（KJ/mol）
－1130.68
－947.7
0
－285.83
－239.66
－393.51
（数据来源于③）根据公式：△rHm=∑(△fHm)产物－∑(△fHm)反应物
反应①的△rHm,298=[2×(－239.66)＋(－285.83)＋(－393.51)]－[(－1130.68)＋2×0]= －27.98KJ/mol(△rHm﹤0,此反应为放热反应)
反应②△r,298=[(－239.66)＋(－285.83)＋(－393.51)]－[(－947.7)＋0]=28.7 KJ/mol(△rHm﹥0,此反应为吸热反应)
通过计算,可以很好的解释了Na2CO3和NaHCO3固体与稀盐酸反应的热效应的不同,为区分碳酸钠和碳酸氢钠提供了一个比较好的方法,本实验采用的是定量研究的方法,广大教师在教学的过程中可以运用这个结论：碳酸钠与稀盐酸反应是放热反应,碳酸氢钠与稀盐酸反应是吸热反应来鉴别碳酸钠和碳酸氢钠这两种物质,这也是把定量研究的成果运用到定性实验中.广大教师在实验的过程中,可以不用分液漏斗,而直接向具支试管中加入稀盐酸,然后迅速塞上带有温度计的橡胶塞,实验效果也非常好.