固體碳酸氫鈉的分解溫度之探究

潘桃種

（湖南省瀏陽市第二中學 湖南 瀏陽 410312）

問題提出：固體碳酸氫鈉的分解溫度是多少？在教學中常常有學生問這個問題，為了解決這個問題，筆者查閱了大量的資料，各資料的說法也不盡統一。大致有如下幾種說法：

（1）1994年9月上海教育出版社出版本書編寫組編 《中學化學教師備課資料手冊》P.96續表是這樣講的：NaHCO3不穩定，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學室編著全日制普通高級中學（試驗修訂本·必修）《化學 第一冊 教師用書》P.43是這樣記載的：“而碳酸氫鈉超過100℃即開始分解，溫度升高，分解加快。在170℃～180℃，約經過30min，碳酸氫鈉即全部分解為碳酸鈉?！?/p>

（3）1982年6月人民教育出版社出版北京師范大學等編的《無機化學》下冊P.623是這樣記載的：“……，碳酸氫鈉在427K（150℃）左右分解；……”。

（4）1992年12月沈陽出版社出版《中國中學教學百科全書》總編輯委員會編的《中國中學教學百科全書》化學卷P.134是這樣記載的：固體碳酸氫鈉加熱即分解：

（5）1998年10月《中國大百科全書》出版社出版《中國大百科全書》總編輯委員會編的《中國大百科全書》化學卷ⅡP.958是這樣說的：干態NaHCO3在270℃分解，生成碳酸鈉。持這樣說法的還有1984年2月高等教育出版社出版尹敬執、申泮文編的《基礎無機化學》下冊P.486；1983年11月清華大學出版社出版王致勇編的《無機化學原理》P.167；1979年 1月人民教育出版社《無機化學》編寫組編的《無機化學》下冊P.183；1981年7月科學普及出版社出版《中學教師化學手冊》編委會編的《中學教師化學手冊》P.153；1994年12月上海教育出版社出版劉正賢編的 《中學化學實驗大全》P.599；以及1985年2月山東科學技術出版社出版印永嘉編的《大學化學手冊》P.129都是認為碳酸氫鈉的分解溫度為270℃。

從這些資料來看所涉及的固體碳酸氫鈉的分解溫度說法大概有這五種說法，固體碳酸氫鈉的分解溫度到底是多少，下面談談筆者的粗淺認識：

眾所周知，化學熱力學為人們找到了判斷某化學反應能否自發進行的判斷依據——反應的自由焓變（ΔG°），在使用該判斷依據時，通常用化學反應的標準自由焓變（ΔG°）是否小于零為依據。 若反應的 ΔG°＞0，該反應不自發；若 ΔG°＜0，反應自發進行；若反應的△G°＝0，則反應處于平衡狀態。

對于固體碳酸氫鈉能否分解成碳酸氫鈉、二氧化碳和水的問題，可以通過計算其分解的反應的ΔG°來確定。有關熱力學數據及計算如下：

物質 狀態 ΔH°（kJ/mol） ΔG°（kJ/mol） S°（J/(mol·k)）碳酸氫鈉 固 -947.7 -851.9 102.1碳酸鈉 固 -1133.95 -1047.7 136.0二氧化碳 氣 -393.514 -394.39 213.639水 液-241.827-228.597188.724

化學反應：2NaHCO3（s）=Na2CO3（s）＋CO2（g）＋H2O（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）

該反應的能自發進行的溫度：

T＞ΔH°／ΔS° 即 T ＞ 126／0.334 故 T＞377（K）

上述熱力學數據錄自1985年5月高等教育出版社出版上海師范大學等校合編 《物理化學》上冊P297至P300。

通過上表中所列的相關物質的熱力學數據及碳酸氫鈉分解反應的ΔG°的計算數據可知：該反應在標態下的ΔG°＞0，所以這個分解反應在標態下不能自發進行。 在此，我們可以運用 ΔG°＝ΔH°－TΔS°計算出碳酸氫鈉分解反應能自發進行的溫度為377K（即 104℃）。

筆者曾經做過實驗：將帶有一導氣管的橡膠塞塞在盛有固體碳酸氫鈉的大試管，放在熔化的石蠟液中加熱，當石蠟液中的溫度上升到102℃時發現有氣體，產生的氣體能使澄清的石灰水變渾濁，這說明固體碳酸氫鈉在102℃時會分解。由于受實驗條件的限制，這個溫度可能不是那么準確，但也說明碳酸氫鈉在104℃以上能夠分解。

綜上所述，對于前面所述的五種說法，我認為碳酸氫鈉的分解溫度應該在100℃以上，即應采用第二種或第一種，最好是第二種，更不應該采用第四種和第五種說法。這僅僅是筆者之管見，作為引玉之磚，有請各位老師指教。