1、排水法收集 CO2可行且优越-读化学教学参考2017 年第 11 期有感安师大附外 化学组 田芳 2018 年 1 月 16 日读 了 化 学 教 学 参 考 2017 年 第 11 期 的 排水法收集 CO2 可行且优越一 文 ， 了 解 到 CO2 收集方法有几种。在初中，我们介绍了二氧化碳收集方法，由于二氧化碳的密度比空气大，采取的收集方法是向上排空气法。但是收集到的二氧化碳，往往不能使燃着的木条熄灭。就其原因是收集到的二氧化碳纯度不高。如何收集到纯度较高的二氧化碳呢？采用排水集气法收集。二氧化碳在水中能溶解，那么在水中溶解度大还是在饱和 NaHCO3溶液中更大？有人认为，NaHCO 3
2、溶液的 pH7，因此，CO 2 更易溶解，也有人认为，NaHCO 3溶液中的 HCO3-浓度更大（同离子效应） ，使 CO2 更难溶解。对这一问题，在关于盐溶液对 CO2 溶解度影响的初步研究一文中，通过实验得出的结论是 CO2 在饱和 NaHCO3溶液中的溶解度比在水中的大。由于 NaHCO3溶液电离出的离子与水电离出的 H+结合成弱电解质，这些弱电解质溶于水后，粒子的水合作用弱得多，导致游离水量较多，溶液的粒子间隙变大，因此，CO 2 在 NaHCO3溶液中的溶解度比在纯水中的高。但该解释显得有些牵强。空气中存在的 CO2 是否影响实验结果？如何确定 CO2 在溶液中的溶解度？一方面可以通
3、过精确实验来完成，另一方面可以通过理论计算实现。CO2 在水中的气液相平衡和水中的溶解量的数据得到 CO2 在水中的浓度约为 0.034mol/L,计算结果与理论一致，即溶液中 c(H2CO3)1.210 -5mol/L 时，就会有 CO2 气体逸出。也就是说空气中的 CO2 对实验结果影响不大。学者吴朝辉的实验可以得出 CO2 在饱和 NaHCO3溶液中的溶解量绝对大，但在酸性溶液中会少些；在饱和 NaHCO3溶液中影响 CO2 溶解度的是HCO3-的浓度。学者刘和平、教授戴安邦和文献中学化学中二氧化碳溶于水的问题指出：排水法要比向上排空气法收集的 CO2 纯度高，且实验操作简单、无需验满，因而可以利用排水法收集二氧化碳。随着生产的迅速发展，化学研究的手段已从对物质的简单、纯实验式定性研究进入到精密的定量研究，将理论和实验相结合来分析化学现象是必要的，仅凭“想象、定性”就随意得出结论是不严谨，也不科学的。
