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塩化水素の製法の疑問
塩化水素を発生させる反応に、 NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl というのがありますが、 なぜ、 2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl という反応にならないのでしょうか? 硫酸ナトリウムではなく硫酸水素ナトリウムで反応が終わっている理由を教えてください。
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反応条件を確めてください。 塩酸も硫酸も強酸ですから水溶液ではこの反応は起こりません。 単に混合溶液ができるだけです。 硫酸は不揮発性、塩酸は揮発性という性質を利用しています。 反応式は NaCl(固体)+H2SO4(濃)→ HCl↑+NaHSO4 です。加熱します。 市販の濃硫酸は96%です。 市販の濃塩酸は37%ですから水の量が大きく異なることが分かります。HClが溶ける水がないのです。 硫酸の第二段階の電離は比較的小さいです。pK≒2です。 水の少ない条件では電離しません。 (この解離定数で計算すると0.1Mの硫酸でも[H+]=0.11です。2価の酸として完全電離だと考えれば[H+]=0.2のはずですから第二段階の電離が弱いというのが分かります。ただ滴定曲線ではHSO4-に相当する所でのpH変化の段は見られません。目盛りがなければHClの水溶液と区別はつかないのです。完全電離という扱いをしているのはこれが理由だろうと思います。pK=2の一価の酸の場合、電離はもっと強いです。これに塩酸を混ぜると電離が弱くなるのと同じことが硫酸では起こります。平衡移動で考えると納得できるはずです。) 硝酸も同じような反応で作られていました。 19世紀の末にオストワルド法が開発されるまで使われていたものです。 NaNO3(固体)+H2SO4(濃)→HNO3↑+NaHSO4 やはり加熱します。 NaNO3の固体は「硝石」といわれていました。火薬の材料になる石のことです。 市販の濃硝酸の濃度が68%であるということですから水の条件が似ていることが分かると思います。
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- zaykax
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いや、硫酸ナトリウムにもなりますよ。 推測ですが、理屈としては塩化水素を発生させるにはNaClひとつでも充分、ということではないでしょうか。
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