アルカリ金属の炭酸塩と炭酸水素塩について

アルカリ金属の水酸化物と二酸化炭素を反応させると炭酸塩もしくは炭酸水素塩が出来ますが、炭酸水素塩を多く作ろうと思うとどの様な条件(水酸化物の濃度等)にすればよいでしょうか。

No.2 回答者： htms42 回答日時： 2008/02/20 09:06

ＮａＯＨとＣＯ２の反応は

ＮａＯＨ＋ＣＯ２→ＮａＨＣＯ３　　（１）
２ＮａＯＨ＋ＣＯ２→Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ　　（２）

の２つの式で表されています。式だけを見るとどっちもあるという印象ですね。質問文を見ると
＞アルカリ金属の水酸化物と二酸化炭素を反応させると炭酸塩もしくは炭酸水素塩が出来ますが
とありますので並列的に考えておられるように思います。
でもＮａＯＨ水溶液にＣＯ２を吹き込んでいくということから言うと先に反応（２）が起こり次に（１）が起こります。
（１）は（２）で生じたＮａ２ＣＯ３がＣＯ２と反応ＮａＨＣＯ３が生じる反応
Ｎａ２ＣＯ３＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ→２ＮａＨＣＯ３　　（３）
と（２）を組み合わせたものになります。これは石灰水に息を吹き込んでいくとはじめＣａＣＯ３の沈殿が生じて白く濁るがさらに息を吹き込んで行くと濁りが消えるという反応と同じです。

水に対する溶解度は　Ｎａ２ＣＯ３＞ＮａＨＣＯ３　ですから濃度の高いＮａＯＨ水溶液にＣＯ２をどんどん吹き込んでいくと生じたＮａＨＣＯ３が沈殿してきます。（Ｎａ２ＣＯ３，ＮａＨＣＯ３のどちらも難溶性ではありません。かなり水によく溶ける中での違いですから水の多い場合は違いが出てきません。）
この性質はアンモニアソーダ法でＮａＨＣＯ３を作る時にも利用されているものです。教科書にも載っているはずです。

Ｋについても溶解度は　Ｋ２ＣＯ３＞ＫＨＣＯ３　ですから同じ考え方が当てはまるでしょう。
辞典によると不純なＫ２ＣＯ３を精製する方法として「水溶液にＣＯ２を吹き込んで純度の高いＫＨＣＯ３を沈殿させ分離する。次に加熱分解でＫ２ＣＯ３を取り出す」という操作が載っていました。

ＮａＯＨの濃度が低い場合でも反応は（２）から（３）に行くはずです。中和反応だと考えれば予想できることです。ただ薄いと生じたＮａＨＣＯ３が沈殿してきません。濃縮しようとして過熱すると（３）の逆反応が起こってしまいます。ＮａＨＣＯ３を得たい場合はＮａＯＨが濃いという条件になるのです。アンモニアソーダ法でもＮａＣｌ、ＮＨ３、ＣＯ２を濃い条件で使っているはずです。

Ｎａ＋の濃度が高ければＮａＨＣＯ３の溶解度が小さくなるというのは平衡移動から考えても理解できることです。
ＮａＯＨが多い場合は＃１に書かれています。ＮａＣｌが多い場合はアンモニアソーダ法です。

この回答へのお礼

ありがとうございます。参考になりました

お礼日時：2008/02/22 12:56

No.1 回答者： doc_sunday 回答日時： 2008/02/19 13:39

非常に濃い(ほぼ過飽和)水酸化ナトリウム水溶液には炭酸水素ナトリウムはほとんど溶けなくなります。

Sφrensenn溶液と云い、水酸化ナトリウム溶液から炭酸水素ナトリウムを除く方法です。充分二酸化炭素があれば炭酸水素塩だけが取れるはずです。
カリウムにも有効かどうか知りません。
m(_ _)m