除去氢氧化钠溶液中的碳酸钠可不可以用氢氧化钙?

除去氢氧化钠溶液中的碳酸钠可不可以用氢氧化钙?

不妨来计算一下吧。

(下面是只是粗略的近似计算,完全忽略了活度)

我们不妨取氢氧化钠质量分数10%吧,这个浓度算是比较常见的。换算成摩尔体积浓度约为2.77mol/L。(数据来源一百度一大片……而且一致性很好……)

碳酸钙Ksp为3.3×10^(-9),氢氧化钙为5.5×10^(-6),然后不妨假设氢氧化钠有1%变质为碳酸钠。

我们为了除尽碳酸钠,加入了过量氢氧化钙,此时我们完全不担心溶液中的钙离子,因为可以通过计算得到c(Ca)=Ksp/(OH-)^2=7.2×10^(-7)mol/L,完全可以忽略不计。

(此处进行了一个很粗略的近似,但是这种忽略活度的计算本来误差就够大了,因此不怎么影响最后的讨论结果……)

但问题在于,继续计算碳酸根浓度c(CO3)=Ksp/c(Ca)=4.6×10^(-3)mol/L,而初始碳酸根浓度为0.0277mol/L,,意味着有17%的碳酸根没有除掉,还在溶液当中,无论再加入氢氧化钙固体。这个现象随着氢氧化钠浓度的增高而愈发明显,当质量分数为20%时,会有37%的碳酸根剩余。

如果想要将去除率提高到99%,那么氢氧化钠浓度必须要降到0.17mol/L以下,但此时,钙离子浓度已经达到了2.0×10^(-4) mol/L,超过了钠离子浓度的千分之一。

所以最后的讨论结果是,用氢氧化钙去除氢氧化钠溶液中的碳酸钠不是一个特别好的选择。其根本原因在于氢氧化钙与碳酸钙的溶度积差异不是特别大。如果改用氢氧化钡,情况会好很多。另外其他回答也提到了,也可以利用碳酸钠不溶于饱和氢氧化钠溶液这一点除去碳酸钠,这也是实验室配制纯度较高的氢氧化钠溶液的常用手段。