<h3>基于wolfram mathamatic 11.0計算輔助計算，實驗驗證來自文獻。</h3> <h3 style="text-align: center;"><font color="#ed2308">銀氨溶液的獲得</font></h3><h3>一般教材中銀氨溶液的獲得是這樣的：試管中加入1mL2%硝酸銀溶液，然后邊振蕩邊逐滴滴入2%氨水，直到最初產生的的沉淀剛好溶解為止即可得到銀氨溶液。</h3> <h3>從教材的化學方程式這一符號表征上看，銀氨溶液的主要成分是Ag(NH3)2OH，理應堿性較強，氨與銀離子的計量比為3：1。但這一化學方程式并未考慮銀氨溶液中的銨根離子與氫氧根離子之間的作用，若考慮銨根離子與氫氧根離子作用轉化為一水合氨，則總反應方程式就變成：</h3><h3>硝酸銀+2一水合氨=硝酸二氨合銀+2水，氨與銀離子的計量比為2：1。</h3> <h3>查相關資料可知：實驗中使用的2％硝酸銀溶液密度為1.015 g/mL，則其物質的量濃度c(AgNO3)為1.015 ×1000×2％÷(170=0.120 mol/L。使用濃氨水配制2％稀氨水時，由于濃氨水的質量分數不準確，導致稀釋后的2％氨水濃度也不準確，因此用鹽酸作為標準液標定本實驗中使用的約2％氨水濃度為1.275 mol/L。</h3><h3 style="text-align: center;"><font color="#ed2308">該體系中存在如下平衡和關系</font></h3> <h3></h3><h3 style="text-align: center;"><font color="#ed2308">強大的計算開始了</font></h3><h3 style="text-align: left;"><font color="#010101">基于Wolfram Mathematica11.0軟件平臺，即通過解以上9個方程，得到體系溶液中各組分含量，具體方法如下：</font></h3><h3><font color="#010101">為了方便起見，令c(Ag+)=a，c(H+)=b，c[AgNH3]+=c，c[Ag(NH3)2]+=d，c(NH4+)=e，c(NO3－)=f，c( OH－)=g,c(NH3?H2O)=h以及滴入氨水的體積V。</font></h3><h3><font color="#010101">接著打開Wolfram Mathematica應用平臺，新建筆記本，輸入Solve[{方程1，方程2，方程3...}，{變量1，變量2，變量3...}]，并且對各種常數和濃度“賦值”，“賦值”的意義就是解方程式時，采用這些數據進行運算，本案例的計算中，賦值如下：Kw=10－14；Kb=1.76×10－5；K1=103.24；K2=103.81；c1=0.120；c2=1.275；Ksp=2×10－8；V0=25;</font></h3><h3><font color="#010101">然后調試運行該程序(即同時按鍵Shift+Enter)，即可得到每一種粒子的濃度，由于解方程組會出現多組“解”，如會出現負值甚至出現復數等情況，為了限定所得“根”為正數，可在函數中加限制性命令，如在方程組后面加“c(H+)>0”，即加一個氫離子濃度大于0的限制條件，同時添加“Reals(實數域)”命令，則可得到全部為正數根的結果，精確計算如下：</font></h3> <h3>該計算機語句的意義：解滿足c(Ag+)×c( OH－)=Ksp，即滿足反應體系中不出現氫氧化銀沉淀且c(H+)>0的9個方程，可以解出的未知數如下：c(Ag+)=3.89×10-5 mol·L－1，c(H+)=1.94×10-11 mol·L－1，c[AgNH3]+=1.02×10-3 mol·L－1，c[Ag(NH3)2]+=9.88×10-2 mol·L－1，c(NH4+)=5.15×10-4 mol·L－1，c(NO3－)=9.98×10-2 mol·L－1，c( OH－)=5.15×10-4 mol·L－1,c(NH3?H2O)=1.51×10-2 mol·L－1以及滴入氨水的體積V=5.05。</h3> <h3>分析數據：溶液主要是Ag(NH3)2NO3溶液，而不是Ag(NH3)2OH，銀氨溶液總銀與總氨之比接近1：2.15，需要的2%的氨水為5.05mL。那為什么總銀與總氨之比不是1：2而是1：2.15？這是因為當Ag+全部轉化為Ag(NH3)2時，體系中的c(NH3)必須達到10-2mol·L－1(見下文圖2)。</h3><h3>但文獻《運用手持技術探究銀氨溶液的成分》實驗測定的體積為4.71mL，經計算此時體系中總銀與總氨比恰好為1：2，其中c(NH3)=4.31×10-3mol·L－1，此時溶液中的Ag(NH3)+與Ag(NH3)2+同時存在，前者約占10%，后者約占90%(見下圖)，因此該文獻中得到的銀氨溶液并非全部是Ag(NH3)2NO3。若要得到陽離子幾乎是Ag(NH3)2+的銀氨溶液，則需要最后溶液中的c(NH3)必須達到10-2mol·L－1，經過計算需要的氨水的體積還需要約為0.35mL，這樣總共需要的氨水的體積=4.71+0.35=5.06mL，因此本文計算與上述文獻有關數據完全吻合。</h3> <h3>上圖NH3濃度與Ag+和NH3之間形成的各種配合離子百分含量之間的關系，從上圖中看到，當Ag+與總氨比為1：2時是不能很好配制銀氨溶液，因為當銀氨溶液主要以Ag(NH3)2+離子形成存在時，溶液中的c(NH3)必須達到0.01mol·L－1以上，這樣就不難理解銀氨溶液中總銀與總氨之比接近1：2.15而不是1：2的原因了。</h3> <h3></h3><h3 style="text-align: center;"><font color="#ed2308">綜上，銀氨溶液的主要成分是硝酸二氨合銀，存在少量的硝酸一氨合銀。</font></h3> <h3></h3><h3 style="text-align: center;">因此，建議教材使用以下有關反應方程式更為恰當</h3> <h3></h3><h3 style="text-align: center;"><font color="#ed2308">當然，只是建議</font></h3><h3 style="text-align: center;"><font color="#ed2308">正因為這樣</font></h3><h3 style="text-align: center;"><font color="#ed2308">所以</font></h3><h3 style="text-align: center;"><font color="#ed2308">這些年</font></h3><h3 style="text-align: center;"><font color="#ed2308">不大會考查以上方程式的書寫</font></h3><h3 style="text-align: center;"><font color="#ed2308">不是嗎</font></h3> <h3>基于wolfram mathamatic 11.0計算輔助計算的相關文獻，可以在知網上下載——作者吳文中</h3>
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