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*shinekudo@gmail.com   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 20 mL 硫酸 2M 30 mL 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 […]