炭酸水素ナトリウムと炭酸ナトリウムについて（２）

質問

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。）

回答No.1

NiPdPt · ベストアンサー

ナトリウムフェノキシドに関しては、質問が不正確というよりも、そもそも前の質問の#2に説明が書かれています。あなたがそれを理解できなかっただけです。

結論から言えばダメです。
炭酸水素ナトリウムでフェノールが遊離するのは、炭酸とフェノールを比較するとフェノールの方が弱酸だからです。
つまり、
HCO3^- + C6H5OH　⇔ H2CO3 + C6H5O^-
の平衡が左に偏るからです。

しかし、炭酸ナトリウムを使う場合には
CO3^2- + C6H5OH　⇔ HCO3^- + C6H5O^-
の平衡を議論することになります。この平衡は幾分左に偏るもの、偏りはたいしたことはありません。フェノールの種類も関係してきます。なので効率が悪く現実的ではないということになります。
これが前の#2の回答の主旨です。
ちなみに、一般的には炭酸水素ナトリウムよりも炭酸ガスであったり、もっと強い酸を使うのが普通です。

サリチル酸の場合であればカルボキシル基はCOONaになります。これはNaHCO3でもNa2CO3でも同じことです。HCO3-はカルボン酸よりも弱い酸だからです。ただし、NaCO3のすべてが、NaHCO3になる前にカルボン酸がなくなれば二酸化炭素は発生しません。

＞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？
それは正しいですが、量的な観点も必要です。

それと、前回とほぼ同じ内容を質問したとおっしゃいますが、普通に考えれば全く別の内容の質問です。論点が全く違います。

お礼

ご丁寧にどうもありがとうございます。

たしかに前回のＮｏ．２の回答は理解しきれていなかったようです。

言われてみれば、前回の回答Ｎo.2にあるようにフェノールを遊離するために炭酸水素ナトリウムを使うのは現実的ではないということを説明してくださっていたことがわかりました。

二つとも、私の質問の動機としては、確認作業、つまり炭酸とフェノール（またはサリチル酸）の酸の強さを判定する際に、炭酸水素ナトリウムを用いる実験というのをよくみかけますので、何故「炭酸ナトリウム」を使わないのかを知りたかったのです。

ですが前回のを自分で読み返しても、質問の意図がずれているとわかります・・・。

結論としては、反応過程も踏まえ、「このような定性的実験を行うのに、炭酸ナトリウムよりも炭酸水素ナトリウムを使う方が分かりやすいので、炭酸ナトリウムを使うことはない」ということで、納得できました。

私の質問の書き方からは、前回の質問では「フェノールを得ることを目的として使う試薬」についてを、今回では「酸の強さの確認を目的として使う試薬」についてを、という意図が感じられるため、論点が違うとおっしゃられるのはごもっともです。深く反省いたします。