本實驗試圖改良草酸鎂溶解度積常數測定的實驗方法，先以三碘離子代替過錳酸鉀滴定草酸根離子，測量草酸根離子的濃度，求出草酸鎂濃度積常數；再利用滴定過的溶液以氫 ...臺灣化學教育ChemistryEducationinTaiwanShowMenuHideMenuHideMenu草酸鎂溶解度積常數測定的改良實驗／陳欣怡、李晨君、戴珮玲星期三,5,9月2018編輯助理化學實驗室,化學課程與教材,第27期/2018年9月Leaveacomment草酸鎂溶解度積常數測定的改良實驗陳欣怡*、李晨君、戴珮玲新北市立中和高級中學*[email protected] n 前言本實驗試圖改良草酸鎂溶解度積常數測定的實驗方法，先以三碘離子代替過錳酸鉀滴定草酸根離子，測量草酸根離子的濃度，求出草酸鎂濃度積常數；再利用滴定過的溶液以氫氧化鈉滴定，測量鎂離子濃度，求出草酸鎂的溶解度積常數。

藉由此兩個實驗，可雙重確認其實驗數據的準確性，且符合綠色化學的定義，把對人體和環境危害較大的藥品，替換成較無危害的藥品，既能測定草酸鎂濃度，又不會對環境造成太大影響，真是一舉兩得。

n 原理和概念一、課本原設計實驗在基礎化學（三）課本中，草酸鎂的溶解反應如式[1]所示，其溶解度積常數的表示如[2]所示。

MgC2O4(s)⇌Mg2+(aq)+C2O42‒(aq)[1]Ksp=[Mg2+][C2O42‒][2]課本原設計實驗有兩個部分：第一部分為先將草酸鎂溶解，過濾溶液，秤未溶的草酸鎂的量，求草酸鎂溶解度，再求其溶解度積，但此法因實驗過程中容易因過濾與乾燥等問題造成大誤差。

第二部分是利用過錳酸鉀滴定草酸根離子，紀錄滴定過程中消耗的過錳酸鉀莫耳數，可推算草酸鎂溶液中草酸根離子的濃度，藉此求草酸鎂的溶解度積常數，其反應如式[3]所示。

2MnO4(aq)+5C2O42‒(aq)+16H+(aq)→2Mn2+(aq)+10CO2(g)+8H2O(l)[2]草酸鎂溶解度積常數的使用藥品，如表一所示。

過錳酸鉀和硫酸的害處，如下所示。

表一：草酸鎂溶解度積常數的使用藥品藥品濃度體積草酸鎂未知20mL硫酸2M30mL過錳酸鉀0.02M未知(一)  過錳酸鉀的害處1.       其誤食有害。

2.       接觸過量稀溶液可能造成嚴重皮膚灼傷和眼睛損傷；濃溶液具強腐蝕性，長期暴露會影響中樞神經系統，記憶及判斷會有困難、情緒不穩。

400mg/Kg影響生育力。

3.       對水生生物毒性非常大並具有長期持續影響。

(二)  硫酸的害處1.       健康危害：對皮膚、粘膜等組織有強烈的刺激和腐蝕作用。

蒸氣或霧可引起呼吸道刺激，重者發生呼吸困難和肺水腫；對眼睛可引起結膜炎、水腫等，以致失明。

慢性影響：牙齒酸蝕症、慢性支氣管炎、肺氣腫和肺硬化。

含硫酸的無機酸霧滴具致癌性。

2.       環境危害：對環境有危害，對水體和土壤可造成酸化污染。

二、改良實驗圖一：改良實驗的概要圖(一)     原課本設計實驗A：以碘直接滴定草酸根離子在此氧化還原滴定中，利用草酸根離與三碘離子的氧化還原反應（見式[4]），以澱粉為指示劑，當滴定達到終點時，澱粉的螺旋結構的內部空間，恰能容入碘分子加上碘分子與澱粉間以凡得瓦力固定為一複合物，因此溶液呈現紫藍色，如圖二所示。

再利用三碘離子濃度×體積=草酸根離子濃度×體積，求草酸根離子濃度，帶入式[5]，求得草酸鎂溶解度積常數。

C2O42‒(aq)+I3‒(aq)→2CO2(g)+3I‒(aq)[4]Ksp＝[Mg2+][C2O42‒]＝[C2O42‒]2[5]圖二：澱粉與三碘錯離子形成錯合物（圖片來源：StarchandIodine,http://goo.gl/0YHlQ7.）(二)     改良實驗A：以碘直接滴定改為以硫代硫酸鈉間接滴定因為課本原設計實驗A的變色速率過快，無法準確的判讀使用量，所以作此修正。

改良方式：加入過量的三碘離子到飽和的草酸鎂溶液中，使碘分子與草酸根離子充分反應，此時溶液呈黃褐色。

過多的三碘離子以硫代硫酸鈉滴定，其反應如式[6]所示。

當溶液的紫藍色消失時，意味著碘單質已反應完畢，即到達滴定終點。

草酸根離子的濃度計算如[7]所示。

草酸鎂溶解度積常數的計算式[8]所示。

I3‒(aq)+2S2O32‒(aq)→S4O62‒(aq)+3I‒(aq)[6]草酸根離子濃度×體積=三碘