化学基礎です

化学基礎で質問です。
文系で化学初心者です。

気体が発生する反応を選べという問で
「CaCO₃＋2HCl」が正答になっており、
解説に
「CaCO₃＋2HCl→CaCO₃＋CO₃＋H₂」
とありました。これは納得しましたが、
「CaCO₃＋2HCl→CaCO₃＋H₂CO₃」では間違いですか？
後者でもH₂CO₃が溶液中で電離して2Hは出てきそうですが、その状態で「気体が発生する」というのかよく分かりません。

どなたかお願いします。

No.7 回答者： poponta_chan 回答日時： 2025/01/16 10:20

多分、以下、誤記してますよね？

「CaCO₃＋2HCl→CaCO₃＋CO₃＋H₂」ではなく、「CaCO₃＋2HCl→CaCl₂＋CO₂＋H₂O」
「CaCO₃＋2HCl→CaCO₃＋H₂CO₃」ではなく、「CaCO₃＋2HCl→CaCl₂＋H₂CO₃」

要は下の式ではH₂CO₃で、上の式ではCO₂＋H₂Oに分かれているという違いです。

こう考えたらいいと思いますよ
CaCO₃＋2HCl→CaCl₂＋H₂CO₃→CaCl₂＋CO₂＋H₂O

このようにきれいに２段階で反応しているわけではないですが、H₂CO₃（炭酸）は非常に不安定なので、すぐに（特にこの反応は水中でしょうから）CO₂＋H₂O（二酸化炭素と水）に分離します。
炭酸水からすぐに泡が出てきますが、あれは二酸化炭素です

No.6 回答者： kagakugasuki 回答日時： 2025/01/13 21:32

化学反応により気体のH₂CO₃というものを得る事は不可能ではありません。

　但しそれはCaCO₃と2HClの反応によるものではなく、凍結させた水と二酸化炭素に高エネルギーの放射線を照射した後、加温して余分な水を取り除くという特殊なやり方によって始めて可能になるものなのですから、｢CaCO₃＋2HCl｣の反応で気体のH₂CO₃が発生する事はありません。

　因みに、純粋なH₂CO₃ガスは概ね安定(半減期が18万年)ですが、水乃至は水蒸気の存在下では不安定で、水の分子がたった1個存在するだけですぐに二酸化炭素と水に分解してしまいます。
　そのため上記の

>凍結させた水と二酸化炭素に高エネルギーの放射線を照射した後、加温して余分な水を取り除く

というやり方も常圧ではなく、気圧が非常に低い真空状態で行わなければ、｢加温して余分な水を取り除く｣のところで発生する水乃至は水蒸気によってH₂CO₃が分解してしまいますので、少なくとも常温付近且つ常圧という条件の下で反応させた場合には、気体のH₂CO₃は得られないと考えられます。

【参考URL】
炭酸 - Wikipedia > 不安定性
https://ja.m.wikipedia.org/wiki/%E7%82%AD%E9%85% …

No.5 回答者： Tacosan 回答日時： 2025/01/13 19:03

反応条件によっては

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2CO3
という形も可能かもしれない. そして, 少なくとも常温常圧では H2CO3 は気体っぽい. だから, これを＊完全に＊間違いとするにはちょっと証拠が足りないかなとは思う. どうやって条件を整えるのかという問題はあるけど... 固体の CaCO3 を粉々に砕いたうえで, 気体の HCl を吹き付けたり液体の HCl をぶっかけたりしたらできるのか?

なお H2CO3 は水の存在で H2O と CO2 に分解してしまうので, 水溶液中では
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
が正しい気はする.

No.4 回答者： xs200 回答日時： 2025/01/13 15:07

>「CaCO₃＋2HCl→CaCO₃＋CO₃＋H₂」

>とありました。これは納得しましたが、

なんで納得できるの? 矢印の左と右で数が合わないじゃない。増えてしまったCO3はどこから来たの? Clはどこに消えたの? 初心者もなにもこれは中学で習ったはず。

>「CaCO₃＋2HCl→CaCO₃＋H₂CO₃」では間違いですか？

大間違い。CaCO3は変化せずに塩酸が炭酸に化けちゃうの?

No.3 回答者： kagakugasuki 回答日時： 2025/01/13 14:51

CaCO₃＋2HCl→CaCO₃＋CO₃＋H₂

と

CaCO₃＋2HCl→CaCO₃＋H₂CO₃

のどちらも間違いです。
　どちらの式も左辺にあったClが右辺では消えていますし、左辺と比べて右辺ではCが1個、Oが3個増えています。
　化学反応式では使われている原子の数が左辺と右辺で等しくなっていなければなりません。

CaCO₃＋2HCl

の場合であれば正しい式は

CaCO₃＋2HCl→CaCl₂＋CO₂↑＋H₂O

です。
　CaCO₃の中のOの1個と2HClの中のHが反応して水になるので、水素ガスは発生しません。
　CO₃も分解されてしまうのでH₂CO₃も発生しません。

No.2 回答者： MT_70 回答日時： 2025/01/13 14:41

CaCO₃ ＋２HCl → CaCl₂ ＋Ｈ₂Ｏ ＋ CO₂↑

という解答は、ございませんでしたか...？

炭酸カルシウム（弱塩基）と塩酸（強酸）から、
塩化カルシウム（電離中？）と、水と、気体として二酸化炭素ガスが発生する、
という化学反応式...ですが。


ちなみに...
Ｈ₂ＣＯ₃ → Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂は、
室温に放置しておいた炭酸水から、
自然に炭酸ガス（CO₂）が抜けてしまう現象と同じ、です。

敢えて例えて言うなら
栓を開けた後の、コカ・コーラ（砂糖入りですが...笑）
の気が抜けるを、経験したことがあれば、
身近な化学反応の１つ...

と言えるでしょう。

No.1 回答者： ssawatake 回答日時： 2025/01/13 14:39

H₂CO₃は酸性水溶液中で不安定でCO₂とH₂Oに分解してしまうから、H₂CO₃と言う形は残りません。

>>解説に「CaCO₃＋2HCl→CaCO₃＋CO₃＋H₂」
えっ？Clが無くなった～？？

CaCO₃＋2HCl→CaCO₃＋H₂O＋CO₂の筈ですが？？？