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硫酸の性質と反応について
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この反応は濃硫酸で起こります。 反応式は NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl です。 反応式の中のＮａＣｌは固体です。教科書には固体の食塩と書いてあると思うのですが食塩水と考えてしまう高校生も多いです。化学式だけでは判断できないと言うことでどうしても無意識のうちに食塩水を想像するようです。 水の少ない条件が必要なので濃硫酸を用いています。食塩水を使って水の量が増えてしまえば濃硫酸を使う意味がなくなってしまいます。 どうして反応式は ２ＮaＣl ＋ Ｈ2ＳＯ4 ⇔ ２ＨＣl↑ ＋ Ｎa2ＳＯ4 ではないのかという質問もよく受けました。 水がなければＨ２ＳＯ４の２つ目の解離は起こりません。この解離による酸性は塩酸よりも弱いです。 気体として出て行くためにはＨＣｌという分子が出来ないとダメです。 解離していないＨＣｌです。 ＨＣｌは揮発性の強酸です。 強酸なので濃硫酸を使う必要が出てきました。 硫酸は不揮発性ですので加熱しても出て行かずに残ります。 酢酸のような揮発性の弱酸であれば希硫酸でも追い出しは可能です。
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NaCl + H2SO4 ←→ NaHSO4 + HCl 上式の反応は平衡反応で考えられます。その平衡定数に関してはNo.2のご回答にもありますように、HClとH2SO4の酸性度も関係します。 現実に硫酸と塩酸のいずれもが強酸であり、その平衡が完全に一方に片寄ってしまうというわけではありません。 こうした状況で、「硫酸は不揮発性」であるので、常温では気化しないのに対して、HClは常温で気体ですので、密閉系でない限りは気体として、系の外に逃げてしまうことになります。系の外に出たものは平衡に関与できませんので、結果的にHClを発生する側に反応が進むということです。
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回答ありがとうごさいました！
>塩化ナトリウムに濃硫酸を加えて熱し、塩化水素を発生させる反応とどのように関係しているか… カチオン交換反応ですね。 ２ＮaＣl ＋ Ｈ2ＳＯ4 ⇔ ２ＨＣl↑ ＋ Ｎa2ＳＯ4 硫酸からは三酸化硫黄は発生しないので、加熱により塩化水素が発生します。また濃硫酸中の水分の飽和蒸気圧も小さいので塩化水素は乾いています。 硫酸から三酸化硫黄を生じさせるには五酸化二リンを加えて脱水する必要があります。
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回答ありがとうございました！
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