Na2CO3がよく水に溶けて、Li2CO3やCa2CO3などが水に溶けにくい理由を教えて下さい

Na2CO3がよく水に溶けて、Li2CO3やCa2CO3などが水に溶けにくい理由を教えて下さい

No.2 回答者： Tacosan 回答日時： 2020/04/11 00:40

水和エネルギーや格子エネルギーの影響.

No.1 回答者： むらさめ 回答日時： 2020/04/11 00:19

炭酸ナトリウム　Na2CO3　が水によく溶けるという評価は、少し違うと思います。

炭酸塩はどちらかというと、水に溶解しにくいと覚えた方が良いです。が、炭酸塩全般でそう傾向があるだけで、言い切れないです。

それを踏まえて、Wikiからデータを拾ってくると、多少記述や元データの引用元に差異があるようですが、
炭酸リチウム　Li2CO3　　100mLの水に常温で約1.33g溶解
炭酸ナトリウム　Na2CO3　　100gの水に20℃で約21.6g溶解
炭酸カリウム　K2CO3　　100gの水に20℃で約112g溶解
炭酸ルビジウム　Rb2CO3　100mLの水に約225g溶解
炭酸セシウム　Cs2CO3　100cm^3の水に15℃で約260.5g溶解
となり、1族アルカリ金属の炭酸塩は、2周期のLiの炭酸塩は難溶性、3周期のNaは難溶性もしくは可溶性の塩であり、4周期目のK、5周期目のRb、6周期目のCsと、易溶性の塩へと変化していくのが解ります。

これは1族アルカリ金属の周期が重なるごとに、原子から電子を1個取り除くための、第一イオン化エネルギーが小さくなり、イオン化しやすく(=水に溶解しやすく)なるためです。

炭酸カルシウム”CaCO3”は、同じ炭酸塩ですが、2価のアルカリ土類金属であるので、炭酸リチウムや炭酸ナトリウムとの比較は出来ません。
アルカリ土類金属は、原子核の陽子が一つ多い分アルカリ金属よりも電子を引き付ける力が強く、イオンになり難い傾向があり、アルカリ金属の炭酸よりも難溶性となっています。
これはアルカリ土類金属のイオン化エネルギーが、同周期のアルカリ金属よりも大きくなっていることからも言えます。