W celu ustalenia składu stałej mieszaniny wodorowęglanu sodu i węglanu sodu jej próbkę rozpuszczono w wodzie i przeprowadzono dwuetapową analizę otrzymanego roztworu.

Etap I: Do badanego roztworu dodano kilka kropli alkoholowego roztworu fenoloftaleiny i dodawano z biurety kwas solny, do momentu zaniku barwy wskaźnika. Jon węglanowy jest mocniejszą zasadą niż jon wodorowęglanowy, więc w roztworze zachodziła reakcja opisana równaniem:

CO₃^2–+ H₃O⁺→ HCO₃^–+ H₂O

Odbarwienie fenoloftaleiny świadczyło o całkowitej przemianie jonów CO₃^2– w jony HCO₃^–.

Etap II: Do otrzymanej mieszaniny dodano kilka kropli wodnego roztworu oranżu metylowego i dalej dodawano z biurety kwas solny do chwili, gdy nastąpiła zmiana barwy wskaźnika. Ta zmiana oznaczała, że cały wodorowęglan sodu przereagował zgodnie z równaniem:

HCO₃^–+ H₃O⁺ → CO₂ + 2H₂O

Kwas solny użyty w obu etapach doświadczenia miał stężenie 0,2 mol · dm⁻³, a jego objętość niezbędna do odbarwienia fenoloftaleiny w etapie I była równa 24,6 cm³. Natomiast łącznie w obu etapach zużyto 59,8 cm³ kwasu solnego (objętość odczytana z biurety w etapie II).

Oblicz w procentach masowych zawartość węglanu sodu w analizowanej mieszaninie. Przyjmij, że masy molowe węglanu sodu i wodorowęglanu sodu są równe:
M_^Na2^CO3 = 106 g ∙ mol^–1 oraz M_^NaHCO3 = 84 g ∙ mol^–1.

Pokaż rozwiązanie

𝑛_HCl (etap I) = 0,0246 dm³∙ 0,2 mol ∙ dm^–3= 0,00492 mola
𝑛_HCl (etap II) = (0,0598 – 0,0246) dm³∙ 0,2 mol ∙ dm^–3=
= 0,0352 dm³∙ 0,2 mol ∙ dm^–3= 0,00704 mola
𝑛_^Na2^CO3 = 𝑛_HCl (etap I) = 0,00492 mola
𝑛_^NaHCO3 = 0,00704 mola – 0,00492 mola = 0,00212 mola
𝑚_^Na2^CO3 = 0,00492 mola ∙ 106 g ∙ mol–1 ≅ 0,522 g
𝑚_^NaHCO3 = 0,00212 mola ∙ 84 g ∙ mol–1 ≅ 0,178 g