硫酸マグネシウムの溶解度

質問を参考に、自分なりに考えてみたのですが、正否を判断してください。また、間違っているのなら、何が違うのか教えてください。お願いします。

今回知りたいのは「炭酸水素ナトリウム水溶液に硫酸マグネシウムを加えたときに変化が見られなかったが、加熱したら白色沈殿が生じた。なぜ、加熱がひつようだったのか？」です。

炭酸水素ナトリウム水溶液に硫酸マグネシウム溶液を加えたときの反応式は、

NaHCO3+MgSO4→MgCO3+NaHSO4　－(1)

生成した硫酸水素ナトリウムが炭酸水素ナトリウムと再び反応して

NaHCO3+NaHSO4→Na2SO4+CO2+H2O　－(2)

(1)と(2)より

2NaHCO3+MgSO4→MgCO3+Na2SO4+CO2+H2O　－(3)

という反応をすると思うのですが、炭酸水素ナトリウムに硫酸マグネシウムを加えたときは特に変化が見られず、加熱したところ白色沈殿（(3)の炭酸マグネシウムだと思います）が生成しました。

例えばですが、、、

「(1)、(2)と二段階で反応しているため、最終的な(3)の炭酸マグネシウムの生成量が少ない」という考えは正しいのでしょうか？もしそうなら、少量の炭酸マグネシウムなら溶液中に溶解してしまったと考えられます。

また仮定ですが、炭酸マグネシウムが加熱による温度上昇により、溶解度が下がるという性質を持っているならば、それによって白色沈殿が生じたとは考えられないのでしょうか？

それとも加熱は単に、反応を促進させるためなのでしょうか？

分かりづらいかもしれませんが、どうぞよろしくお願いします。

No.3 回答者： htms42 回答日時： 2009/05/03 13:41

＞NaHCO3+MgSO4→MgCO3+NaHSO4　－(1)

生成した硫酸水素ナトリウムが炭酸水素ナトリウムと再び反応して
＞NaHCO3+NaHSO4→Na2SO4+CO2+H2O　－(2)
＞2NaHCO3+MgSO4→MgCO3+Na2SO4+CO2+H2O　－(3)

（１）は起こらない反応です。

前の質問にも書きましたが
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa4926985.html
加熱によってＮａＨＣＯ３がＮａ２ＣＯ３に変わります。
（３）を２段階に分けるとしたら
２ＮａＨＣＯ３→Ｎａ２ＣＯ３＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
Ｎａ２ＣＯ３＋ＭｇＳＯ４→ＭｇＣＯ３＋ＮａＳＯ４
でしょう。

Ｍｇ(ＯＨ)2の沈殿が混ざってくる場合は
塩基性炭酸マグネシウムです。

No.2 回答者： nious 回答日時： 2009/05/03 12:11

確かに沈殿するとすればMgCO3でしょうね。

ところで濃度がx(M)のNaHCO3水溶液は、xが極端に小さくない場合、[H^+]≒√(K1K2) と近似できます。

するとこの溶液中の[CO3^-]=x(K1K2)/([H^+]^2+K1[H^+]+K1K2)≒0.01x(M)になる為、
溶液中のMgSO4の濃度をy(M)とすれば、MgCO3の溶解度積：Ksp=[Mg^2+][CO3^2-]=1.0*10^(-5)から考えて、
y(0.01x)＜Ksp → xy＜10^(-3)であれば沈殿は生じない事になります。

例えば、x=y=0.01Mなどの場合です。

この状態から加熱すると熱分解、
2HCO3^- → CO3^2- + CO2↑ + H2O
が起こる事により、[CO3^2-]が増加してイオン濃度積がKspを超えて沈殿が生じるのではないでしょうかね。

No.1 回答者： doc_sunday 回答日時： 2009/05/03 11:27

下記サイトにあるように、マグネシウム塩類で最も水に溶けにくいのは水酸化マグネシウム(12mg/L、室温)です。

炭酸マグネシウムは600mg/L、硫酸マグネシウムに至っては309ｇ/Lも溶けます。↓
http://www.lenntech.com/elements-and-water/magne …
もし、マグネシウムイオン濃度が低くても沈殿が出るとしたら、それは液性が強アルカリ側に振れたときです。
その辺りを考察されてはいかがでしょうか。