• 締切済み
  • 困ってます

炭酸水素カルシウムについて

二つ教えてください。専門的になりますが、よろしくお願いします。 1.炭酸水素カルシウムは水溶液としてのみ存在し、アルカリ性と聞きました。炭酸カルシウムに水と二酸化炭素を加えて作れますが、二酸化炭素を必要以上に増やすと遊離炭酸が増えて酸性になると思います。吹き込む二酸化炭素の量次第で酸性になったりアルカリ性になったりすることになりますが、この考え方は正しいのでしょうか。 2.1に関連して、逆の反応、つまり、炭酸水素カルシウムが炭酸カルシウムと二酸化炭素、水に分解するのはどのような条件のときでしょうか。特に知りたいのは、自然に放置しておいた場合、暖めた場合、遊離炭酸が多くて酸性の場合の3ケースです。

共感・応援の気持ちを伝えよう!

  • 化学
  • 回答数3
  • 閲覧数2960
  • ありがとう数7

みんなの回答

  • 回答No.3
  • ht1914
  • ベストアンサー率44% (290/658)

#2です。 >炭酸水素イオンは必ず水と反応するということなのでしょうか。 >炭酸水素カルシウム水溶液というのは存在しないということで良いのでしょうか。 私が書いた式 HCO3-+H2O⇔OH-+H2CO3 は炭酸水素イオンを含む物質を水に入れるとアルカリ性になるということを示すためのものです。「⇔」を入れておきましたが平衡反応だという意味です。この反応が起こっても炭酸水素イオンの量はほとんど変わりません。仮にアルカリ性になってpH=9になったとしても水溶液中のOH-の濃度は1×10^(-5)mol/Lです。これは炭酸水素イオンが同じ量だけ減ったということをも示しています。その量はごく僅かです。 炭酸水素カルシウムの場合は二酸化炭素の吹き込みで作るわけですから右辺のH2CO3(=H2O+CO2)がもっと多い条件だということになります。 CaCO3+H2O+CO2→Ca2++2HCO3- の反応でHCO3-が生じます。コレもCO2の吹き込みで作っています。 2つの式はどちらもCO2が多いとHCO3-が多くできるという内容です。 結論 炭酸水素カルシウムは水中に存在するとしていいでしょう。 アルカリ性は問題にならない量でしょう。  「二酸化炭素の吹き込みで作ったHCO3-を含む溶液の液性と炭酸水素ナトリウムを水に溶かしたときの液性とは同じと考えるわけにはいかない」ということになります。炭酸水素ナトリウムを水に溶かした場合はフェノールフタレイン溶液がわずかには発色する程度のアルカリ性を示します。炭酸水素カルシウムの場合はもっと弱いでしょう。発色しないかも分かりません。理由はCO2の濃度の違いです。 (私はこう考えています。違っていたらごめんなさい。)

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

ありがとうございました。大いに勉強になりました。

  • 回答No.2
  • ht1914
  • ベストアンサー率44% (290/658)

1.についてです。 炭酸水素ナトリウムを水に溶かすとアルカリ性を示します。 HCO3-+H2O⇔OH-+H2CO3 となります。 この場合は水にHCO3-のイオンの形で入れています。上の式でOH-とH2CO3は同じ数だけ生じます。 これに外からCO2を吹き込んでいったとします。平衡が左に動いていきます。OH-の濃度が10^(-7)よりも小さくなるということは起こりえます。 実際に[OH-]がどの程度になるかは具体的な数字が必要でしょう。 解離定数、H2CO3の濃度(水中に溶けているCO2と生じたH2CO3とを合わせたものです)、HCO3-の濃度が必要です。 二酸化炭素は0℃で水1Lに1.7L溶けます。1気圧で加圧してあって平衡が実現している場合です。これだと[HCO3-]が0.1mol/L以下でアルカリ性ではなくなるようです。 でも正直なところ細かいところまでは分かりません。ボンベで二酸化炭素を吹き込んでいったときは平衡状態ではありません。どの程度二酸化炭素が溶け込んでいるのでしょう。息を吹き込んだ場合はどうでしょう。 理科年表には炭酸の解離定数が載っています。 第一段が4.45×10^(-7)mol、第2段が4.7×10^(-11)molです。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

回答ありがとうございます。これについてよく知らないので教えてください。炭酸水素イオンは必ず水と反応するということなのでしょうか。となると、炭酸水素カルシウム水溶液というのは存在しないということで良いのでしょうか。

  • 回答No.1
  • org1
  • ベストアンサー率34% (60/173)

正しいかどうか,文献等が手元にないので私の考えですが 1.強塩基の塩なので酸性になることはないと思います 2.炭酸水素カルシウムが固体として遊離できないのは 溶解度の小さい二酸化炭素が どうしても気相に移動するからだと思われます したがって単純な発想ですが 二酸化炭素が水に溶けにくくなる条件はすべて 炭酸水素カルシウムの分解になると考えていいのではないでしょうか ビールやコーラの気が抜けてしまう条件を考えてみてください

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

関連するQ&A

  • 炭酸カルシウムと二酸化炭素

    石灰水(水酸化カルシウム水溶液)に二酸化炭素を吹き込むと水に難溶な炭酸カルシウムができ、さらに吹き込むと炭酸水素カルシウムになって再び電離して溶ける、というのは有名な話ですが、 CaCO3+CO2+H2O→Ca(HCO3)2 という反応はいったいどういった反応なのでしょうか?教科書などを見てもただ「過剰に吹き込むと炭酸水素カルシウムになって溶ける」としか書いておらず、ここに質問させていただきました。 また、これと同じような反応はほかにありますか?

  • 卵の殻、炭酸カルシウムについて

    卵の殻は炭酸カルシウムでできていると聞きました。 この炭酸カルシウムは何かに溶け出しphをあげるという事は 考えられないのでしょうか。 たとえば酸性水につけphが中性よりに傾く、 二酸化炭素が多く含んだ水つけアルカリよりに傾くなど 何かの媒体によってアルカリになるような事はないのでしょうか。 きっと勉強している方でしたら簡単なのかもしれませんが お答えください。

  • 炭酸カルシウムの特徴

    炭酸カルシウムにしかない特徴にはどのようなものがあるのでしょうか。 酸性の強い水には溶けるという特徴や加熱後の水溶液が塩基性である、塩酸を加えると炎を消す物質(二酸化炭素かどうかは確認できない)がはっせいするという条件だけで炭酸カルシウムと判断(断定)してしまってよいのでしょうか。 これとこれの特徴があるのは炭酸カルシウムだけであるという、決定的な特徴はありませんか。また、一般的にどのように物質を特定していけばよいのでしょうか。該当する候補が沢山あるように思うのですが、本当にある物質が炭酸カルシウムであるという証明ができるのでしょうか。

  • 炭酸水素ナトリウムと炭酸ナトリウムについて(2)

    サリチル酸を炭酸水素ナトリウム水溶液に加えるとサリチル酸より弱酸である、炭酸が遊離し結果的に二酸化炭素の気泡が観測されますが、これは炭酸ナトリウム水溶液でも同様の反応が起こるのでしょうか? 個人的には原理的に同じことだと思うのですが私の知る参考書等には「炭酸ナトリウム水溶液を使う」という表記はなかったのです。 推測では炭酸ナトリウムの方だと、段階的にまず炭酸水素ナトリウムを生じるため水素陽イオンが消費されて、2段階目の炭酸の生成量が減少し、気泡の発生が観測しにくいのかなと思うのですが、それ以外に理由があるのでしょうか? (以前の質問では、ほぼ同様の内容として、「ナトリウムフェノキシドの水溶液に炭酸水素ナトリウムを加えてフェノールを遊離させる場合、炭酸ナトリウムでも可能なのか?」ということを聞きたかったのですが私の質問文が不正確極まりなかったので、再度質問させて頂きました。)

  • サリチル酸と炭酸水素ナトリウムの反応

    サリチル酸を過剰の炭酸水素ナトリウムに加えるという問題がありました。  カルボキシ基に着目した場合は、炭酸より強い酸なので弱酸遊離反応は起きず、塩基性の炭酸水素ナトリウム水溶液と中和反応を起こし、水溶液に溶けると思います。  しかし、僕はヒドロキシ基に着目してしまい、「フェノールは炭酸よりも弱い酸なので、弱酸遊離反応により、サリチル酸は遊離する」と「フェノールは酸性なので、塩基性の炭酸水素ナトリウム水溶液と中和反応を起こし、水溶液に溶ける」という2つの反応で迷ってしまいました。  この問題はどのように考えたらよいのでしょうか。宜しくお願いします。

  • 炭酸水素ナトリウムの分解(中学校)

    中学生です。来週に炭酸水素ナトリウム(重曹)の熱分解の実験をするのですが、分解すると、「炭酸ナトリウム+二酸化炭素+水」になりますよね。どうして「重曹」が「炭酸ナトリウム」に変わるのですか。なぜ食べられなくなるのですか?炭酸水素って名前だから「二酸化炭素」ではなく「水素」がでるのではないですか?中学生にわかるように教えてください。酸化・還元はまだ習っていません。

  • 炭酸水素ナトリウムはアルカリ性なのにどうして食べられるのか

    炭酸水素ナトリウムは、分解すると炭酸ナトリウムになるが、その水溶液は強アルカリ性(毒性)。それなのに、ホットケーキなど、食用に使われているのはなぜ?

  • 炭酸水素アンモニウム

    炭酸水素アンモニウムを用いてパンなどを作る際の二酸化炭素発生量を知りたいです。炭酸水素ナトリウムを用いた場合、2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2となり、1モルの炭酸水素ナトリウムを分解すると二酸化炭素は0.5モル発生することになると思いますが、(この辺りからすでに自信がないのですが)炭酸水素アンモニウムを代わりに用いた場合どのようになるのでしょうか。反応式とともに教えてもらいたいです。

  • 二酸化炭素・・・レモンと炭酸水素ナトリウム?

    レモンと炭酸水素ナトリウムをまぜると、二酸化炭素が発生しました。酸性とアルカリ性だということはわかりました。でもなぜなんですか???大変困っております。参考になるHPや、この質問に答えてくれる方がいたらおねがいします。お忙しい中、すみません。

  • 酸化カルシウム

    炭酸カルシウムと酸化カルシウムが含まれている固体10.0gをとり、塩酸を加えて反応させたところ、標準状態で1.8Lの二酸化炭素が発生したとき、固体中の炭酸カルシウムの純度は何%かという問題についてです。 解答では炭酸カルシウムと塩酸が反応して塩化カルシウムと水と二酸化炭素ができることを利用して説明がされています。酸化カルシウムについては反応に無関係な不純物として扱われているようにみえました。 質問は次の2点です: (1)なぜCaO+2HCl→CaCl2+H2Oを同時に考えてはいけないのか? (2)塩酸は水に溶けて水溶液の状態なのだろうと思うのですが、水とCaOとが反応して水酸化カルシウムになる反応を考えなくてよいのはなぜなのか?