水の中で酸素と二酸化炭素はどのような状態で存在しているのでしょうか?教えてください.

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A 回答 (4件)

二酸化炭素は水への溶解度が高いので、酸素に比べてたくさん溶ける事ができます。

ビールの泡など、加圧するとさらに溶かし込むことができます。

二酸化炭素の電離度は小さいので、イオンになっているものが少数と、CO2分子として存在している多数が水の中に混ざっている状態といえるでしょう。
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二酸化炭素については.


2かの陰イオン.1かの陰イオン.0かの水和状態.0かの分子状態の4種類状態があります。「0かの水和状態」はh2co3(大文字がうまくかけない)で.「0かの分子状態」はco2の状態です。これら4種類は化学平衡で存在しますが.後者2者間の反応は遅く.簡単には平衡に達しません。

2かの陰イオンからは炭酸塩が.1かの陰イオンからは炭酸水素塩(分野によっては重炭酸塩という言葉を使います)が.化学平衡で存在します。ただ.これらは錯体.アクア錯体で存在しますので.私では化学式がかけません。

酸素は.忘れました。
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二酸化炭素CO2は一部水和して炭酸H2CO3となり、pHによってイオン化(HCO3-等)します。



最近このページで「炭酸」に関する質問がありましたので、検索したらそのページも参考になると思います。
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溶けている・・・・のでは?


DO(溶存酸素)・・・水の中に溶けている酸素の量のことです。

という言葉があるので。
あと、電気分解で水から水素と酸素を分解したので
やはり水の中に溶けているのでは?
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Q【化学】炭酸飲料の二酸化炭素が簡単に気(二酸化炭素)が抜けない理由を教えてください。 水は酸素16:

【化学】炭酸飲料の二酸化炭素が簡単に気(二酸化炭素)が抜けない理由を教えてください。


水は酸素16:水素2という割合で一定する性質を持つ。

そこに二酸化炭素を注入しても化学反応における化学の理屈ならすぐに二酸化炭素は電離するはずなのに以外にそう簡単には二酸化炭素は無くならない。

これはどういう仕組みなのでしょうか?

その割に水素水ともなると水素はすぐに水から電離するのですぐにタダの水になる。と言う。

そのタダの水ですら酸素と水素の割合は8:1で以外にタダの水でも水素は結構含まれているじゃんって感じですが炭酸飲料の二酸化炭素はなかなか水から抜けないのに水素水の水素は開封した瞬間に水素は8:1の普通の水の割合に戻るという主張は正しいのか知りたいです。

すぐに抜けていない可能性もあるのでは?

すぐに抜けるのすぐとは数秒の話でなく數十分は持つのでは?と思ったり。

水素は軽く。二酸化炭素は重いので本当に一瞬で1:8のオーバー分は抜けるのか教えてください。

Aベストアンサー

水溶液中で二酸化炭素は電離しないです。
CO2+H2O⇔H2CO3
の平衡が成り立って、炭酸H2CO3ができますがこの平衡は左側に偏っているので、ほとんどの二酸化炭素が水溶液中では二酸化炭素分子として存在しています。

水の性質として二酸化炭素をよく溶かし、25℃1000hPa(およそ1気圧)の水溶液中で0.145g/cm^3も溶かします。
放っておけば気が抜けるのは確かなのですが、よく溶けるので抜けにくいので衝撃を与える・熱を加える等をしないと一気に抜けることはないです。

それでも水に溶けた二酸化炭素のうち、ごく一部は炭酸となり電離して弱酸性を示します。
H2CO3 ⇔ 2H+ + CO3-
ですね。

それに対して水素水はよく判りませんね。
↓国民生活センターのレポートです。
http://www.kokusen.go.jp/pdf/n-20161215_2.pdf

レポートの実験データを見ると分かるのですが、溶けている水素の量が全然少ないですね。

Q炭酸についての質問です。炭酸は空気中では非常に不安定で、水に二酸化炭素を通して、水の中で存在させるこ

炭酸についての質問です。炭酸は空気中では非常に不安定で、水に二酸化炭素を通して、水の中で存在させることが出来るようですが、水の中では、H2CO3として存在しているのでしょうか?それともHCO3マイナスとして存在しているのでしょうか?

炭酸水中の、二酸化炭素と炭酸の平衡定数は、25℃で1.7×10^-3で、
炭酸とHCO3^マイナスの一段階目の酸解離定数3.6とありました。

ということは、二酸化炭素の500分の1程度が炭酸になっていて、その中の70%程度が炭酸水素イオンとなっているのでしょうか?


また、市販されている炭酸水などから出てくる、あの炭酸だと思っていた泡は、炭酸ではなく、二酸化炭素ということになるのでしょうか?

Aベストアンサー

>炭酸は空気中では非常に不安定で
というか、ないはず。水分子が一つでもあるとCO₂とH₂Oに戻る。
 水分子が、CO₂に配位しているH₂Oを引っぺがす。

 なお、炭酸と二酸化炭素は別物です。(^^)。

二酸化炭素は水に溶けてあくまで
CO₂の状態で存在する。
 その一部が水と結合して、炭酸を作ります。
CO₂ + H₂O ⇄ H₂CO₃  kn = 1.7 × 10⁻³
 とほとんどはCO₂のまま。0.0017 約 1/590 ですね。

二段階解離して
H₂CO₃ ⇄ H⁺ + HCO₃⁻   2.5×10⁻⁴
 0.00025 ・・1/4000ですね。

>500分の1程度が炭酸になっていて、その中の70%程度が炭酸水素イオンとなっているのでしょうか?
 1/600 が炭酸になり、さらにそのうちの 1/4000が炭酸水素イオン・・

ちなみに
HCO₃⁻ ⇄ H⁺ + CO₃⁻   kn = 4.7×10⁻¹¹
ですから、220億分の一がCO₃⁻

>市販されている炭酸水などから出てくる、あの炭酸だと思っていた泡は、
 もちろん二酸化炭素です。

 二酸化炭素を溶かした水が炭酸水、あるいは、ソーダ水といいますが、ソーダ(ナトリウムのこと)と言われるゆえんは、炭酸ナトリウム鉱泉に由来する。二酸化炭素を溶かした水にカルシウムやマグネシウム、あるいはアルカリ金属があると炭酸塩を作る。そのために、水溶液が炭酸水、あるいは炭酸と呼ばれることがある。

>炭酸は空気中では非常に不安定で
というか、ないはず。水分子が一つでもあるとCO₂とH₂Oに戻る。
 水分子が、CO₂に配位しているH₂Oを引っぺがす。

 なお、炭酸と二酸化炭素は別物です。(^^)。

二酸化炭素は水に溶けてあくまで
CO₂の状態で存在する。
 その一部が水と結合して、炭酸を作ります。
CO₂ + H₂O ⇄ H₂CO₃  kn = 1.7 × 10⁻³
 とほとんどはCO₂のまま。0.0017 約 1/590 ですね。

二段階解離して
H₂CO₃ ⇄ H⁺ + HCO₃⁻   2.5×10⁻⁴
 0.00025 ・・1/4000ですね。

>500分の1程度が炭酸になって...続きを読む

Q【化学】「分子に炭素を含むものを有機物と言います。ただし、一酸化炭素と二酸化炭素は炭素が含まれている

【化学】「分子に炭素を含むものを有機物と言います。ただし、一酸化炭素と二酸化炭素は炭素が含まれているのに有機物ではありません」


どういう理屈で一酸化炭素と二酸化炭素は有機物から除外されてるんですか?

数学だと何の法則性もないので数学者ならブチ切れてるレベルでは?

規則性がないのになんで一括りに纏めちゃったの?

纏めた人は馬鹿なの?

Aベストアンサー

結論から言いますと、一酸化炭素COや二酸化炭素CO2が無機化合物とされるのは、「昔から『無機化合物』に分類されていたから」、すなわち慣例上の理由からです。

現在では、「炭素を含む物質を有機化合物、炭素を含んでいない物質を無機化合物」と区別している原則は、すでにご存じだと思います。

しかし、19世紀初頭までの化学の世界では、「生物が作り出した物質を有機化合物、生物とは無関係に作られたもの(たとえば岩石や鉱物、食塩など)を無機化合物」と
区別がされていました。そして、有機化合物については、「生命力によってのみ作られ、人工的に合成することのできない特別な物質」と考えられていたのです。

ところがこの頃、COやCO2などの一部の炭素を含む物質、つまり現在で言うところの「有機化合物」が、すでに人工的に合成することが可能になっていたのです。
しかし、上に書いたような当時の基準に基づいて、当時、人工的に合成可能だったCOやCO2は「無機化合物」に分類されてしまったのです。

この概念に変化をもたらしたのが、ドイツの化学者ウェーラーです。ウェーラーは、無機物であるシアン酸アンモニウムNH4OCNを加熱して、有機物である尿素CO(NH2)2の
合成に成功したのです。この成功がもとで、多くの有機化合物が、人工的に合成されていき、現代の「炭素を含む物質を有機化合物、炭素を含んでいない物質を無機化合物」とする
基準が完成されました。


従って、現代の基準によれば、COもCO2も「有機化合物」となるはずです。しかし、COやCO2に関しては「昔から『無機化合物』に分類されていたから」という理由で、
現在も「無機化合物」とされているのです。


COやCO2のように、「昔から『無機化合物』に分類されていたから」という理由で、炭素を含むにも関わらず、無機化合物とされている物質は結構あります。
CO、CO2を筆頭に、CaCO3のような炭酸塩、シアン化水素HCN(いわゆる青酸です)やシアン化カリウムKCN(青酸カリ)などのシアン化合物がこれにあたります。

なお、昔は四塩化炭素CCl4(テトラクロロメタン)も、この慣例上の理由で無機化合物とされていました。しかし、四塩化炭素に関しては、メタンCH4の誘導体として考えるようになったために、有機化合物とされるようになりました。

結論から言いますと、一酸化炭素COや二酸化炭素CO2が無機化合物とされるのは、「昔から『無機化合物』に分類されていたから」、すなわち慣例上の理由からです。

現在では、「炭素を含む物質を有機化合物、炭素を含んでいない物質を無機化合物」と区別している原則は、すでにご存じだと思います。

しかし、19世紀初頭までの化学の世界では、「生物が作り出した物質を有機化合物、生物とは無関係に作られたもの(たとえば岩石や鉱物、食塩など)を無機化合物」と
区別がされていました。そして、有機化合物につい...続きを読む

Q水に溶ける酸素 二酸化炭素の量について

温度が上がるにつれて砂糖 や 塩などの固体は溶けるような気がしますが

温度が上がるにつれて酸素 二酸化炭素は解けなくなると知りました。

しかしなぜ温度が上がると固体などは良く溶けて気体などは溶けなくなるのでしょうか?

また固体 気体でもこの法則に反するものはあるのでしょうか?

また水以外の液体の場合はどうなのでしょうか?

Aベストアンサー

固体や液体の水に対する溶解度は,一般に温度を上げると大きくなるものが多いですが,気体では逆に温度が上がると溶解度は小さくなるものが多いのです。
これは,温度が上がると水溶液中の水分子や溶質の気体分子の運動が活発になり,気体分子が溶液から飛び出しやすくなるからです。

一般に,ある物質が1つの液体によく溶けるかどうかということは,
(1) 溶質物質の粒子間に働いている力
(2) 溶媒分子間に働いている力と溶媒の液体構造
(3) 溶質粒子と溶媒分子の間の力
を 考えなければならないそうです。

そして、例外としては、固体の場合、水酸化カルシウムで 温度が高くなる程、溶解度は小さくなります。
気体の場合、水素やヘリウムのような分子数の小さい物だそうです。

少しでも 参考になれば幸いです。

Q炭素と酸素から二酸化炭素が合成される化学式はC+O2→CO2で、原子量がそれぞれ12、16とあります

炭素と酸素から二酸化炭素が合成される化学式はC+O2→CO2で、原子量がそれぞれ12、16とあります

この式は量を知りたい時、Cが12とOが16×2とが結合して二酸化炭素が40できるという意味ですか?
違うなら量に関してどう読み取ればいいのでしょうか

Aベストアンサー

Cが12、Oが16というのは、それぞれの元素の原子量ですね。
1個の原子の質量を原子量として定義してるのです。

その原子量にアボガドロ定数を集めると、アボガドロ定数分の質量になります。
アボガドロ定数は6×10^23個という数で、物質の量を表す定数です。
アボガドロ定数分の原子の数を1molとも言います

炭素が原子量が12でアボガドロ定数分(1mol)集めると12gになります。
酸素は原子量が16でアボガドロ定数分(1mol)集めると16gになります。

C+O2→CO2 の反応の場合
詳しく見ると
原子量12の炭素1個が、原子量16の酸素が2個結合した酸素分子1個と反応して、
炭素原子1個と酸素原子2個からできている二酸化炭素分子が1個できている、
という反応を表しているのです。

アボガドロ数定数をかけて考えて上の言い方を変えると、
C原子1mol12gとO2分子1mol32gが反応して、二酸化炭素1mol44gが出来る、
ということと同じ意味になります。

C+O2→CO2 のような元素記号で表した場合
ひとつのCはあくまで炭素原子1個に対して
O2が酸素分子1個が反応して
CO2二酸化炭素分子が1個出来る
と考えるのが適切なのですが、
原子1個などでは問題として扱いづらい時に、1molと読み替えることが頻繁にあるので注意が必要です。
またO2と2Oは同じ酸素原子2個ですが、前者は酸素分子(通常我々が呼吸している酸素のこと)を表していて、
Oは酸素原子1個、2Oでは酸素原子2個を表すので注意が必要です。

Cが12、Oが16というのは、それぞれの元素の原子量ですね。
1個の原子の質量を原子量として定義してるのです。

その原子量にアボガドロ定数を集めると、アボガドロ定数分の質量になります。
アボガドロ定数は6×10^23個という数で、物質の量を表す定数です。
アボガドロ定数分の原子の数を1molとも言います

炭素が原子量が12でアボガドロ定数分(1mol)集めると12gになります。
酸素は原子量が16でアボガドロ定数分(1mol)集めると16gになります。

C+O2→CO2 の反応の場合
詳しく見ると
原子量12の炭素1個が、原子量...続きを読む


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