アレルギー対策、自宅でできる効果的な方法とは?

 水酸化ナトリウム溶液を炭酸ガスで中和しています。中和が進むと溶液中に白い沈殿物が見られるようになりました。炭酸塩・炭酸水素塩だと思いますが、その反応式が分からないので、教えて下さい。
 
 また過剰にガスを反応させた場合、反応式の変化があれば教えて下さい。
  

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A 回答 (5件)

rei00 です。



 「化学辞典」(東京化学同人)を見ましたが,taka113 さんの回答で合っているようですね。

 以下言い訳めいたものになりますが,taka113 さんの回答を拝見して次の様に考えたのですが,これはどうなんでしょうか? taka113 さん,あるいは他の回答者の方,いかがでしょうか?

【私の考え】
 最初は NaOH が過剰だから,次の反応が速やかに起り,沈殿が生じない(飽和する前に反応してしまう)。

  NaOH + CO2 → NaHCO3
  NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O

 Total では taka113 さんの反応式になり,
  2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

 炭酸ガスが過剰になると,つまり中和が終わっても炭酸ガスを反応させると,次の反応が起って炭酸水素ナトリウムが飽和して沈殿する。

  CO2 + H2O → H2CO3
  H2CO3 + Na2CO3 → 2NaHCO3↓

 Total すると taka113 さんの反応式になり,
  Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO3↓
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この回答へのお礼

いくつもの回答ありがとうございました。1つの質問で、いろいろな知識を学ぶことが出来ました。 

お礼日時:2002/02/22 11:28

rei00 です。



 84yayo84 さんはここまで期待されてないのかも判りませんが,『過剰にガスを反応させた場合、反応式の変化があれば教えて下さい』とありますので,loveobo さんの回答も『脱線』ではないと思いますが・・・。と言う事で,loveobo さんの回答にお返事させて下さい。

> 水溶液中の中和反応を速度論的に考えるより、
> 炭酸塩の解離平衡
>   [H+] [CO3--] / [HCO3-] = 4.68E-11 mol/L (1)
>   [H+] [HCO3-] / [H2CO3] = 4.47E-17 mol/L (2)
> を考えてみたらいかがでしょう?

 この様にお書きと言う事は,私が考えた反応式(反応経過)自身はお認めいただけた訳ですね。この経過自身にも若干不安があったものですから。

 で,平衡ですか・・・。なるほど,こう言った考え方もあるんですね。勉強になりました。私も一応平衡は考えたんですが,先の反応の平衡ばかり考えて,どうにも説明が付かなくなりました。その結果が,『飽和する前に反応してしまう』の言葉(苦しい言い訳)になりました。

 ただ,一点よろしければ教えていただきたいのですが・・・。水酸化ナトリウム溶液で酸の平衡を考えるのは自然な事でしょうか? それとも,説明のための考え方でしょうか? 普段,塩基条件の反応に「H+」を関与させる学生に注意しているものですから,気になりまして。

 どちらにしても,私の盲点でしたので勉強になりました。どうもありがとうございました。

 あ,今回の内容には特に経験ありませんので,「一般人,自信なし」にしておきます。
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この回答へのお礼

スイマセン。rei00さんが、この中で疑問を投げかけていたのに、
締め切ってしまいました。後から気がついたもので・・・
 

お礼日時:2002/02/22 11:47

84yayo84さん、rei00さん#3に関連して脱線をご容赦ください。



>次の反応が速やかに起り,沈殿が生じない(飽和する前に反応してしまう)//
水溶液中の中和反応を速度論的に考えるより、炭酸塩の解離平衡
[H+] [CO3--] / [HCO3-] = 4.68E-11 mol/L (1)
[H+] [HCO3-] / [H2CO3] = 4.47E-17 mol/L (2)
を考えてみたらいかがでしょう?

気液平衡や体積変化を無視、C mol/LのNaOH水溶液1 L に吹込んだ X molの
CO2が、H2CO3、HCO3-、CO3--のいずれかで存在すると仮定すると、
[CO3--] + [HCO3-] + [H2CO3] = X (3)
電荷のバランスから
[H+] + [Na+] = [H+] + C = [OH-] + 2 [CO3--] + [HCO3-] (4)
水の解離平衡から
[H+] [OH-] = 1.0E-14 (5)

数学の苦手な私は、未知パラメータをXの関数に整理するのをあきらめ、
(1) (4) (5) から [CO3--] を一定値 C と [H+] で記述し、EXCELで [H+] を
刻んで対応する [CO3--] を求め、芋づる式に [HCO3-] や X を求めると
反応初期で [CO3--]:[HCO3-]:[H2CO3] ≒ 100:0:0
X = 0.5 Cで [CO3--]:[HCO3-]:[H2CO3] ≒ 98:2:0
X = 1.0 Cで [CO3--]:[HCO3-]:[H2CO3] ≒ 1:98:1

NaHCO3の沈澱について、やや乱暴ですが、[HCO3-] にNaHCO3の式量を
乗じた値とNaHCO3の飽和溶解度を比較してみましたら、
C = 1.0 mol/Lのとき、X = C
C = 2.0 mol/Lのとき、X = 約 0.75 C
C = 5.0 mol/Lのとき、X = 約 0.6 C  ほどで NaHCO3 が沈澱しそうです。

この手のシミュレーションは「経験者」、実験的に検証していないので「自信なし」
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水酸化ナトリウムに炭酸ガスを反応させるとまず水溶性の炭酸ナトリウム(Na2CO3)が発生し、過剰に反応させると水に難溶な炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)が沈殿します



沈殿を生じない反応
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

沈殿を生じる反応
Na2CO3 + CO2 + H2O →  2NaHCO3

となります。
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 水酸化ナトリウム(NaOH)と炭酸ガス(CO2)で,直ぐに思い付く反応。



  NaOH + CO2 → NaHCO3
  NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O

 実際に両反応が起っているのかどうかは分かりませんが,反応式としてはこれで良いと思います。
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QNAOHがCO2を吸収するのはなぜですか?

KOHやNAOHがCO2を激しく吸収するのはなぜですか??

Aベストアンサー

直感的に理解しやすいと思われる考え方を述べますね。

CO2 は炭酸ガスと呼ばれます。
つまり、水に溶ければ、その水溶液は酸性になります。

一方、KOHやNaOHは強塩基(アルカリ)です。

強塩基は、酸と非常に結びつきやすいですからね。


別の言い方をすれば、アルカリ性の水溶液をCO2 で中和滴定しているようなものです。

Qmasa-balanceとcharge-balance

例えば、H2CO3aqについて
H2CO3可逆2H++CO32-
となり、
mass-balanceであらわすと
[CO2]t=[H2CO3]+[Hco3-]+[CO32-]
というのはわかるんですが、charge-balanceであらわすと
[H+]=[OH-]+[HCO3-]+2[CO32-]
とあらわせてしかも[OH-]と2[CO32-]が0に近似なのそうです。
[CO32-]が近似なのはpHのグラフを計算して書いてわかったのですが[OH-]が0に近似する理由がわかりません。炭酸水素は酸性だからなのでしょう?
あとなぜcharge-balanceは上のようなあらわしたかをするのかわかりません。
[H+]のモル濃度についての式なんですよね?でもOHがでてきたり意味がちょっと・・・・。

どうか、知っている方は回答おねがいします!

Aベストアンサー

> というのも合計という概念がちょっとピンときません
#2さんのご説明は、溶液中のH+の由来を (1) 水の解離、(2) 炭酸が
1段目の解離、(3) 炭酸の2段目の解離に分けておられます。各々の
由来のH+を合計すると、実際の溶液中のH+濃度になるという考え方です。

別の見方をして、溶液中のH+を「水由来であろうと炭酸由来であろうと
区別できない」と考えてみましょうか。溶液中で正電荷を持つのはH+
しかありません。一方、OH- と HCO3- が各々1価の負電荷を持ち、
CO3-- が2価の負電荷を持ちます。『溶液全体では電気的に中性』
なので、[H+] = [OH-] + [HCO3-] + 2 [CO3--] となります。

次に、なぜ [OH-] と [CO3--] をゼロ近似できるかです。まず、炭酸は
弱酸であり、2段目の解離がほとんど無視できるから、[CO3--]≒0
とします。次に、水溶液では [H+] [OH-] = 10^-14 が成立しており、
対象とするpH領域(酸性領域)での [OH-] は [H+] や [HCO3-] や
[H2CO3] より何桁も小さので、mass/chargeバランスの『足し算』
ではゼロとみなせるということです。

外部から水酸化ナトリウムを加えることを考えても、mass/charge
バランスの考え方は同じです。
mass:[全炭酸根] = [H2CO3] + [HCO3-] + [CO3--]
charge:[H+] + [Na+] = [OH-] + [HCO3-] + 2 [CO3--]
ただし、近似の事情は変わり、高pH領域では [H2CO3] と [H+] が
ゼロ近似の対象になりましょう。パソコンで力ずくの計算が許されるなら、
近似なしで、解離平衡定数から広いpH領域で各成分の濃度をシミュレート
できます。そうすると、ゼロ近似の妥当性を実感できると思います。

#最後は参考URLの積み残しに関連して脱線しました。いかがでしょう?

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=221996

> というのも合計という概念がちょっとピンときません
#2さんのご説明は、溶液中のH+の由来を (1) 水の解離、(2) 炭酸が
1段目の解離、(3) 炭酸の2段目の解離に分けておられます。各々の
由来のH+を合計すると、実際の溶液中のH+濃度になるという考え方です。

別の見方をして、溶液中のH+を「水由来であろうと炭酸由来であろうと
区別できない」と考えてみましょうか。溶液中で正電荷を持つのはH+
しかありません。一方、OH- と HCO3- が各々1価の負電荷を持ち、
CO3-- が2価の負電荷を持ちます。...続きを読む

Q二段滴定の問題(水酸化ナトリウムによる二酸化炭素吸収)

濃度が1.00mol/lの水酸化ナトリウム水溶液の10.0mlをコニカルビーカーにとり、空気中に放置したところ二酸化炭素が水酸化ナトリウムの一部と反応して炭酸ナトリウムが生成する。これを1.5mol/lの塩酸溶液で滴定すると塩酸を3.8ml滴下したところで第一中和点となり6.5ml滴下したところで第二中和点となった。
問い)この溶液中に含まれる炭酸ナトリウムの物質量を求めよ。また吸収された二酸化炭素の質量を求めよ

という問題を解いています
調べたところ第一中和点で
NaOH+HCl→NaCl+H2O
Na2CO3+HCl→NaHCO3+NaCl
第二中和点で
NaHCO3+HCl→NaCl+H2O+CO2
という反応が起こるようです(たぶん)

NaOHをxmol、Na2CO3をymolとおいて
x+y=1.5*3.8/1000

y=1.5*(6.5-3.8)/1000=4.1*10^-3
x=1.7*10^-3

としてみたのですがこのyの値は炭酸ナトリウムの物質量をあらわしているでしょうか?(この考え方でいいでしょうか?)
それと二酸化炭素の質量を出すためにどのようにして吸収された二酸化炭素の物質量を求められるのでしょうか?
教えていただけると助かります
宜しくお願いします

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問い)この溶液中に含まれる炭酸ナトリウムの物質量を求めよ。また吸収された二酸化炭素の質量を求めよ

という問題を解いています
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NaOH+HCl→NaCl+H2O
Na2CO3+HCl→NaHCO3+N...続きを読む

Aベストアンサー

うー,#1は意味なし _o_
第1中和点と第2中和点の滴定量の差は,第1中和点までにできた NaHCO3 の物質量に対応するわけだから,そのまま最初の Na2CO3 の物質量に対応.
つまり,最初にあった Na2CO3 物質量 = 1.5mol/L × (6.5-3.8)mL となる.
ということは,CO2 は 4.05×10^-3 mol 吸収されたことになる.
有効数字は2桁なので,4.1×10^-3 mol が答.

Q炭酸ナトリウムを水に溶かした時の最大Phは?

炭酸ナトリウムを入浴剤用に購入しようと思い、その安全性について調べているのですが、もし、出来るだけ多くの炭酸ナトリウムを水に溶かした時に、その水溶液のPhはどのくらいになるのでしょうか?

ちなみに私は化学はまるで素人なので、出来ましたら、計算式等と共に教えていただけると幸いです。

Aベストアンサー

 なんでこう、化学に関して素人だと仰る方の質問に対して、数値が知
りたいという問いにちゃんと計算して応えることの出来ない人がこうも
多いんだろうね? 迷惑だよ。

 私が所望の計算を致します。他の方々のコメントがなくても済むよう
にお答えしますね。必要な知識は、高校の化学の教科書や参考書にある
平衡定数の考え方です。
 炭酸ナトリウム水溶液の濃度が仮に 0.1 mol/L(=10.6 g/L)である
として、その pH を計算してみます。考え方は、参考 URL にある「酢酸
ナトリウム水溶液の加水分解」と同じです。

 炭酸は2段階電離をしますが、その第2段階の電離定数を Ka、水のイ
オン積を Kw、炭酸水素イオンの電離の逆反応の平衡定数を K とします。
簡単な計算から、K = Kw/Ka であることが分かります。
 水溶液中で、炭酸ナトリウムはほぼ完全に電離し、生じた炭酸イオン
の一部が炭酸水素イオンに戻ろうとしますが、その割合を x とし、便宜
上 C = 0.1 (mol/L) と置くと、x が 1 より充分小さいという近似の下
で x = √(C/K) となります。
 水酸化物イオン濃度 [OH^-] の値が [OH^-] = Cx 、水素イオン濃度
[H^+] が [H^+] = Kw/[OH^-] ですから、以上を用いて
[H^+] = √(Ka・Kw/C)
...となります。さて、pH は常用対数 log を用いて
pH = log(1/[H^+])
と定義されますから、あとは数値を放り込んで計算するだけです。
 代入すべき数値は、
Ka = 4.7×10^{-11} (mol/L) ;炭酸の第2段階電離定数
Kw = 1.0×10^{-14} (mol^2/L^2) ;水のイオン積
...と上記の C = 0.1 (mol/L) です。これらを用いて、求める値は
pH = -1/2・log(Ka・Kw/C) = 11.7(有効数字3桁)
です。常温(25℃)での中性だと pH = 7.0 、人間の体液における
値の典型値が pH = 7.4 だから、かなり強い塩基性ですね。
 濃度を C = 0.001 mol/L(上記の 1/100)にすると、pH = 10.7
くらいになります。

 参考までに、白馬八方温泉の温泉水の値で、pH = 11.3 くらいだそう
です。かなり強いアルカリ性の温泉も存在します。
http://www.goryukan.jp/spa/index.html
 入浴剤として使う場合の注意としては、強アルカリ性の温泉に入浴す
るときの注意点と同じです。当該の温泉地に問い合わせてみては如何で
しょうか?

参考URL:http://www2.yamamura.ac.jp/chemistry/chapter3/lecture5/lect3052.html

 なんでこう、化学に関して素人だと仰る方の質問に対して、数値が知
りたいという問いにちゃんと計算して応えることの出来ない人がこうも
多いんだろうね? 迷惑だよ。

 私が所望の計算を致します。他の方々のコメントがなくても済むよう
にお答えしますね。必要な知識は、高校の化学の教科書や参考書にある
平衡定数の考え方です。
 炭酸ナトリウム水溶液の濃度が仮に 0.1 mol/L(=10.6 g/L)である
として、その pH を計算してみます。考え方は、参考 URL にある「酢酸
ナトリウム水溶液の加水分...続きを読む

Q水に二酸化炭素がとけると酸性になるわけ

理科の時間に、水素イオン(H+)があると酸性
水酸化物イオンOH(-)があるとアルカリ性
と習いました。
二酸化炭素が水に溶けると酸性という事も習いました。
二酸化炭素はCO2ですよね。
水素イオンH+がないのに、どうして酸性を示すのですか?
もしかして、あほな質問だったらごめんなさい。(;_;)
疑問に思って…。
よろしくお願いします。m(__)m

Aベストアンサー

簡単に説明しますと、もともと水の中には水素イオンと水酸化物イオンの両方が存在していてその偏りによって、つまり水素イオンの割合が多くなると酸性に、水酸化物イオンの割合が増えるとアルカリ性になる、ということです。
 ここで、二酸化炭素を溶かすと水の中で炭酸イオン[(HCO3)-]というものになります。イオン式を見ての通り、これは二酸化炭素に水酸化イオンを加えたものですね。つまり水の中の水酸化物イオンが使われたということです。
 そうなると水素イオンの割合が水溶液中で増えるので、酸性になるということです。
 質問を見ると、おそらくburukunnさんは中学生だと思います。高校になるとこの辺のことを詳しく習うと思うので。あと、小さなことでも疑問をもつことはいいことですよ。だから恥ずかしがることはないと思います。
 ではでは。

Q物質収支

分析化学の授業で物質収支というものがでてきたんですが全く理解できません・・・。
どなたかわかりやすい例とかで教えてください!

Aベストアンサー

No.4の補足への回答です。

No.4では、物質量の関係を式で書きましたが、このように物質量が計算上合っていることが必要なのであって、一般にH^+ を式に含むか含まないかが決まっているわけではありません。

ただし、酸HAや塩基Bで、

 HA ⇔ H^+ + A^-
 B + H^+ ⇔ BH^+

という平衡の場合は、A^- や BH^+ は溶かしたHAやBだけから生じ、他の発生源は無いという条件になっている場合が多いと思います。その場合は全濃度をそれぞれ Ca, Cb とすると、No.4に書いたのと同様の計算で、

 Ca = [HA]+[A^-]
 Cb = [B]+[BH^+]

が成立します。わかりにくい場合は補足してください。

Q水酸化ナトリウム水溶液のpH値について教えてください。

水酸化ナトリウム水溶液のpH値について教えてください。

まず、2%水酸化ナトリウム水溶液とは、2%の水酸化ナトリウムの入った水溶液でよろしいんですよね?
4gの水酸化ナトリウムの入った水溶液のpH値はpH10ということは分かったのですが、
計算すると0.4%水酸化ナトリウム水溶液ということでいいのでしょうか?

またさらにこれを水(pH7とした場合)で薄めた場合のpH値の計算方法も教えてください。

初歩的な質問で申し訳ありませんが、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

計算自体は良いかと思います。

ということで気付いたことを2つほど。

・解答の記述方法にも気を配りましょう

記述式の解答を書く場合、読んでもらう人がいるということを忘れないで下さい。
たとえばはじめの方で書いていなかった水溶液の体積(1L)もそうですが、
質問者様にとっては記述の必要のないくらい当たり前のこと
と思っても、読んでいる人からすると飛躍している印象があるところがあります。
また、読んでもらうような代物でないとしても、あまりにも省略すると
自分で記述していて自分で勘違いすることもあります。

例えば、
> 水酸化ナトリウムは40g/molなので、4gだと0.1mol。  …1
> mol濃度は0.1/1で0.1。 …2
> pOH=log(1/mol濃度)で1  …3
> pH=14-pOHで13.0  …4

2行目で計算しているのは何のモル濃度でしょうか?また単位は何ですか?
3行目でpOHを計算しているところを見ると、2行目ではOH-のモル濃度を
計算しているようですが、そうすると、一つ重要なことを書き忘れています。
水酸化ナトリウムのモル濃度とOH-のモル濃度は一致するのでしょうか、
ということです。
また3行目の式で、(1/mol濃度)と表記していますが、自分は初見では
1/molという単位に換算した濃度と読めてしまい、これは何を意味しているのだろう?
と思ってしまいました。実際にはモル濃度の逆数のことを意味しているのでしょうけれど、
式の中に言葉があるのは不自然です。そしてこれについては(1/x)として
式の外に(x…OH-のモル濃度)と記したほうが読む方の勘違いは少なくなりますよね。

・この問題の有効数字はいくつですか?

log2なりlog5なりを電卓で出せば、数字は何桁か出てきます。
でもそこまでの桁数で表記しなければならないものなのでしょうか。
逆に、pH=13.69897と書いていますが、最後の桁の数字まで信憑性のある
数字なのでしょうか?時間があれば、そのあたりも考えてはいかがでしょうか。

計算自体は良いかと思います。

ということで気付いたことを2つほど。

・解答の記述方法にも気を配りましょう

記述式の解答を書く場合、読んでもらう人がいるということを忘れないで下さい。
たとえばはじめの方で書いていなかった水溶液の体積(1L)もそうですが、
質問者様にとっては記述の必要のないくらい当たり前のこと
と思っても、読んでいる人からすると飛躍している印象があるところがあります。
また、読んでもらうような代物でないとしても、あまりにも省略すると
自分で記述していて自分で勘違いす...続きを読む

Q水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムの

混合溶液の塩酸による中和滴定なのですが滴定の初めは純粋の水酸化ナトリウムよりpHが低いのはなぜなんでしょうか?

Aベストアンサー

#1さんと#2さんの回答を見て、自分がボケたかなと一瞬思ったのですが、・・・。

>水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムの混合溶液のpHが、水酸化ナトリウムより低いのはなぜか

ということですよね。

炭酸ナトリウムは、炭酸を水酸化ナトリウムで中和した塩です。水に溶けてアルカリ性を示しますが、当然のことながら、水酸化ナトリウムより塩基性が弱いのでpHが低いのは当然です。

なお、#2さんの回答は、水酸化ナトリウムの塩基性が下がるのはなぜかということで、本質問の内容とは異なると思われます。

また、塩化カルシウムは、水の除去のためであり、二酸化炭素の除去には役に立ちません。

Q炭酸水素ナトリウムと水酸化ナトリウム

炭酸水素ナトリウムと水酸化ナトリウムは反応して炭酸ナトリウムと水が生成すると教わったのですが、なぜこのような反応が起きるのでしょうか?
あと、炭酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの混合液に塩酸を加えて中和滴定をしたときに、それぞれが塩酸と反応すると思うのですが、炭酸ナトリウムが塩酸と反応してできた炭酸水素ナトリウムは水酸化ナトリウムと反応しないのでしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

NaHCO3は「両性電解質」と言って、酸と塩基の両方の性質を持つ物質れす。
相手がNaOHのような塩基の場合には「酸」となり、
NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O のように中和反応を起こします。

次にNa2CO3とNaOHの混合物のHClによる中和の問題ですが、
平衡定数の大きさを反応の進み易さの目安と解釈する事で説明してみます。

HCl + NaOH ⇔ NaCl + H2O (H^+ + OH^- ⇔ H2O):平衡定数は1/Kw=10^14
HCl + Na2CO3 ⇔ NaHCO3 + NaCl (H^+ + CO3^2- ⇔ HCO3^-):平衡定数は1/K2≒2*10^10

平衡定数を比較すると前者の方が後者よりかなり大きいから、
「NaOHがほぼ完全に中和されるまでは、Na2CO3が中和される事は殆どない」と考えられます。
だからNaOHとNaHCO3の反応は殆ど無視できるでしょう。

Q炭酸の解離定数について

炭酸の解離定数について調べていたところ、疑問に思うことがあったので質問させていただきます。

理科年表や化学便欄等のデータでは、pKa1=6.34,pKa2=10.25あたりのデータでまとまっています。
しかし、ネットで調べてみたところ、1段階目が pKa1 = 3.60、2段階目が pKa2 = 10.25という記述が、Wikipediaをはじめ、いくつかのサイトで紹介されていました。

pKa1の値が違ってしまっているので、この理由を知りたいです。
単なるミスなのか、ネット上の情報は信頼できないということなのか、それとも理由がしっかりあるのか、詳しい方がいたら教えていただきたいです。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

「炭酸」の解離といった場合に, 「純粋な炭酸」の解離を考える場合と「水が共存する炭酸」の解離を考える場合の両方があるんではないでしょうか.
水が共存する場合には
H2CO3 ⇔ H^+ + HCO3^-
HCO3^- ⇔ H^+ + CO3^2-
という電離平衡のほかに
H2CO3 ⇔ H2O + CO2
という平衡が可能なんですが, この平衡はかなり右に偏っています. 確か 1:600 とか, そのくらいの偏りだったと思います. この平衡を考えるかどうかで pKa1 が 3.60 になったり 6.34 になったりしているんでしょう.


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