安息香酸ナトリウムの特性

安息香酸ナトリウムは酸性で効果を発揮する防腐剤ですが、炭酸カリウムにてｐHを10程度に調整した液に安息香酸ナトリウムを入れてみたところ、時間が経過するとｐHが8程度まで下がってしまいました。
なぜ下がってしまったかの原因を調べているのですが、はっきりとしたことがわかりません。
ｐHが下がった原因について教えて頂けないでしょうか？
よろしくお願い致します。

No.1 回答者： doc_sunday 回答日時： 2006/08/07 11:14

単純です安息香酸ナトリウムが炭酸カリウムとイオン交換して出来たアルカリ性混合物溶液に空気中の二酸化炭素が溶解したのです。

pＨ10は強アルカリ過ぎます。

同じ事を完全にガラスで熔封した容器に入れて同じ時間放置してから測定してみてください。

No.2 ベストアンサー 回答者： ht1914 回答日時： 2006/08/07 14:00

補足です。

＃１の方の回答にあるように多分空気中の二酸化炭素のせいでしょう。（他の原因があるときは以下の話は意味が無くなるかもしれません。）

ただ二酸化炭素が原因だとした場合、「安息香酸ナトリウムが炭酸カリウムとイオン交換して出来たアルカリ性混合物溶液に・・・」はおかしいです。
単純に炭酸カリウムに二酸化炭素が反応して炭酸水素カリウムになッたと考えたもので充分です。
フェノールフタレイン溶液で発色させた炭酸ナトリウムの水溶液に息を吹き込んで行くと赤い色が薄くなっていきます。かすかに赤いというところまで行きます。ｐＨはフェノールフタレインの変色域ギリギリですから８～９というところでしょう。この赤い色が薄くなった試験管を加熱すると二酸化炭素が追い出されて赤い色が濃くなります。これは高校の化学でやる内容です。炭酸カリウムと炭酸ナトリウムはアルカリとしての働きは同じです。安息香酸ナトリウムは炭酸ナトリウムよりもアルカリ性が弱いです。（より酸性です。でもフェノールフタレインでは赤くなります。ｐＨは９～１０ぐらいでしょう。酢酸ナトリウムの性質を参考にしてみて下さい。）
安息香酸の水に対する溶解度は温度により変わります。熱水にはよく溶けます。安息香酸ナトリウムは普通の水にも溶けると思います。炭酸カリウムも水によく溶けますからこの反応はＣＯ３＾２－と（Ｂ）ＣＯＯ＾－の混合溶液にＣＯ２が入ってきたときの反応です。ＣＯ２はカルボン酸よりも弱い酸ですから安息香酸とは反応しません。・・・（Ｂ）はベンゼン環のつもりです。
ＣＯ３＾２－＋ＣＯ２→２ＨＣＯ３＾－
の反応が起こることになります。単に水に溶けているだけのナトリウムイオン、カリウムイオンは反応に無関係です。イオン交換でアルカリ性物質を作るということを考える必要はありません。アルカリ性の原因は炭酸イオン、安息香酸イオンです。弱い方の酸のイオンがアルカリ性としては強くなります。

参考１．石灰水に息を吹き込んで白濁するという実験はよく知られています。そこで止めずにさらに息を吹き込み続けると濁りが薄くなっていきます。上手く行くとほとんど濁りが分からないところまで行きます。同じ反応です。
参考２．安息香酸ナトリウムは酸性で効果を発揮すると書いてあります。酸性にすると（Ｂ）ＣＯＯ＾－が（Ｂ）ＣＯＯＨに変わります。防腐、殺菌作用があるのはイオンでなく分子だということになります。この時の酸性はカルボン酸の酸性よりも強くないと駄目です。サリチル酸でも同じ事情です。アスピリン（アセチルサリチル酸）の解説は多いと思いますので参考にして下さい。