化学反応と量的関係

質問

塩酸に炭酸カルシウムを少しずつ加えていき、その反応を見て質量の減少のグラフを作る実験をしました。
グラフは、最初約半分は正比例、あとの半分は水平な直線2本になりました。
これは、塩酸が炭酸カルシウムに対して不足していたから二酸化炭素が発生しなくなったからだ、と言う事は分かるのですが・・・
(1)なぜこのような直線になり、２直線の交点の意味は何か。これを化学反応式を用いて説明せよ。
　交点は二酸化炭素が発生しなくなった点だと思うのですが、それをどのようにして化学反応式にするのでしょうか？
(2)なぜ炭酸カルシウムを少しずつ塩酸に加えていくのか。
　吹き零れるから？？？
(3)炭酸カルシウムの代わりに炭酸ナトリウム（Na2CO3）や炭酸水素ナトリウム（NaHCO3）を用いた場合、どのような不都合が生じるか。それぞれの水に対する溶けやすさを理由にして説明せよ。

よろしくお願いします。

回答No.2

kei533 · ベストアンサー

(1) 2HCl(aq) + CaCO3(s) → CO2(g)↑ + CaCl2(aq) + H2O
によって発生する炭酸ガスは気体となって空気中に放出されるため、反応が起こっている間は反応液系の質量は減少するが、塩酸が消費されてしまうと炭酸ガスの発生しなくなり質量の減少は起こらない。ただしこの反応を完全に密閉された耐圧容器内で行うなら質量減少は起こらない。

(2)反応が急速に起こり、発生した炭酸ガスによって反応液が飛沫になって飛び散るか、液が溢れる恐れがあり、正確な質量の測定ができない。

(3)炭酸ガスの発生は同じであるが、炭酸カルシウムは当量点を過ぎると固体の残留が目視できるが、炭酸ナトリウムや炭酸水素ナトリウムは水溶性で当量点をを過ぎても外見的に分からない。程度かな？

回答No.1

パんだ パンだ（@Josquin）

(1)　２直線の交点は当量点（過不足なく反応する点）です。質量を物質量に直せば、反応式の係数の比と一致するはずです。

(2)　当量点を正確に見積もるため（一気に加えて水平な直線に相当する量を入れてしまったら、意味がない）。もちろん、吹き零れを防ぐ意味もあるでしょう。

(3)　わかりません。特に不都合はないと思うのです。実験の目的と関係があるかもしれないので、実験の目的を補足してもらえればと思います。

お礼

ありがとうございます。

実験の目的は、「化学反応と量的関係」で、化学反応式の比と実際の物質量の比があっている事を証明するものです。