化学反応式

質問

オルトリン酸塩溶液中に炭酸カルシウムを入れ、反応させた時の反応式はどうなりますか？何が生成されますか？

回答No.2

Julius · ベストアンサー

「オルトリン酸塩」の状態によって回答が変わりますし、議論も非常に複雑になります。
リン酸塩と書かれてしまうと、一体何の塩なのかはっきりしませんが、
ここでは仮にナトリウムの塩として話を進めます。
またCaCO3を過剰には加えず、十分緩衝液の効果が出ると仮定します。
H3PO4は、pKa = 2.15, 7.20, 12.35で3度のH+の解離を起こします。
そのため、NaH2PO4, Na2HPO4, Na3PO4の3種類の塩が存在することになります。
またH2CO3は、pKa = 6.35, 10.33で2度のH+の解離を起こします。

1). NaH2PO4、またはNaH2PO4/Na2HPO4混合溶液(酸性)の場合
2 H2PO4^- + CaCO3 -> Ca^(2+) + 2 HPO4^(2-) + H2CO3
反応後は系内に、Ca^(2+), Na^+, H+, H2PO4^-, HPO4^(2-), がイオンとして
共存します。
またイオン解離が中途半端なCa(H2PO4)^+も少量溶けています。
強酸性条件だと、更に炭酸は失われます。
H2CO3 -> H2O + CO2↑

2). NaH2PO4/Na2HPO4混合溶液(中性)の場合
H2PO4^- + CaCO3 -> Ca^(2+) + HPO4^(2-) + HCO3^-
H2O + CaCO3 -> Ca^(2+) + HCO3^- +OH^-
中性付近であれば、上の二つの式が競合します。
系内に存在するイオンは、Ca^(2+), Na^+, H+, H2PO4^-, HPO4^(2-), HCO3^-, OH^-。
またイオン解離が中途半端なCaHCO3^+, CaH2PO4^+, CaOH^+なども
少量溶けています。

3). Na2HPO4水溶液の場合
H2O + CaCO3 -> Ca^(2+) + HCO3^- + OH^-
まだほとんど中性なので、HPO4^(2-)からのプロトン解離よりも
水からの解離が優先します。
溶けているイオン種はCa^(2+), Na^+, H+, CaHCO3^+, CaOH^+,
HPO4^(2-), HCO3^-, OH^-などで、
H2PO4^-, CaH2PO4^+は消失します。

4). Na2HPO4/Na3PO4またはNa3PO4水溶液の場合(塩基性)
弱塩基性なら
HPO4^(2-) + CaCO3 -> Ca^(2+) + PO4^(3-) + HCO3^-
Ca3(PO4)2, CaHPO4は塩基性の水溶液には溶けないので
塩基性が強くなると沈殿として落ちます。
強塩基性条件では、そもそもCaCO3が溶けません。

お礼

ご丁寧にありがとうございました。とても助かりました。

回答No.1

bmode4

オルト燐酸の定義がはっきりしませんが単純に考えると、2H3PO4+3CaCO3→Ca3(PO4)2+3CO2+3H2Oで、燐酸カルシウムと炭酸ガスと水ができるのではないでしょうか。

参考URL：

http://www.chemlaw.co.jp/Result_Eng_P/Phosphoric_Acid.htm

お礼

助かりましたありがとうございます！