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亜硫酸水素ナトリウムと希硫酸から二酸化硫黄をつくる反応式ですが、参考書に、以下の二つの反応式が載っていました。

2NaHSO3+H2SO4 → Na2SO4+2H2O+2SO2

NaHSO3+H2SO4 → NaHSO4+H2O+SO2

これら二つの式はどちらが正しいのでしょうか?どちらで覚えるべきでしょうか?
宜しくお願いします。

A 回答 (3件)

#2です。


#1
>SO2を効率よく追い出せば一番目の式が、
>亜硫酸が液中にかなり残っているような状況では二番目の式が
>主体になります

これは「?」です。

反応式は
HSO3^(-)+H^(+)→H2SO3→H2O+SO2↑
です。

効率よく追い出す方法は
(1)HSO3^(-)の濃度を高くする・・・・固体のNaHSO3を使う
(2)H^(+)の濃度を高くする・・・・強酸を使う。
(3)水を少なくする・・・・濃い強酸を使う
(3)気体を追い出す・・・・加熱する

固体のNaHSO3と濃硫酸を使って加熱というのが効率よく追い出す方法だということになります。
この場合は二番目の式になります。

固体のNaClに濃硫酸を加えて加熱という場合と同じです。
HClの製法として教科書に載っているものです。
反応式も載っていると思います。

NaCl+H2SO4→HCl↑+NaHSO4

この反応は揮発性の強酸の塩に不揮発性の強酸を加えた時の反応です。濃硫酸でないと反応が起こりません。(食塩水に希硫酸であれば単に混合溶液ができるだけです。HClの製法と言えるほどHClは発生しません。)

亜硫酸の電離は硫酸の第一段階に比べて小さいですから濃硫酸でなくても反応が進むでしょう。反応が進むということと硫酸の第二段階の電離も起こっているということとは別問題です。

電離平衡定数の値を用いた計算で言うと
HSO3^(-)がH2SO3に移るような条件の時であればHSO4^(-)の電離もほとんど起こっていないということになります。

SO2が発生するような条件では2番目の式が当てはまるということになります。

ただ慣例的に希硫酸は2価の酸として完全電離だとされています。中和を考えるような時にはこれで充分なのです。そうするとNaHSO4とH2SO4の混ざった水溶液とNa2SO4とH2SO4の混ざった水溶液の区別は出来なくなります。
1番目の式が書かれているのはこういう事情ではないかと推測したのです。

平衡定数を用いて[H^(+)]を計算すると希硫酸の場合でも完全電離ではありません。0.1MのH2SO4で[H^(+)]≒0.11です。第二段階の電離はほとんど起こっていないのです。NaHSO4の水溶液の場合、濃度が0.1Mで[H]≒0.03です。

doc sundayさまは専門家なのですからこういう計算に関しては私よりも詳しいはずです。
一度計算してみてください。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
詳しい補足、大変参考になりました。

お礼日時:2009/07/09 14:57

参考書に説明はなかったでしょうか。



普通は
希硫酸の反応であれば1番目の式、
濃硫酸の反応であれば2番目の式
としているだろうと思います。

でもややこしい事情があります。
この事情をどれくらい考慮するかで判断は変わってくる可能性があります。

その事情とは「亜硫酸の第一段階の平衡定数と硫酸の第二段階の平衡定数はほとんど同じ値(pKは1.91と1.99)」であるということです。

平衡定数の値だけでなく、慣例として硫酸をどう扱っているかという事情も絡んできます。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

>普通は
希硫酸の反応であれば1番目の式、
濃硫酸の反応であれば2番目の式
としているだろうと思います。

大変参考になりました。ありがとうございます。

お礼日時:2009/07/09 14:55

>どちらが正しいのでしょうか?


どちらも正しいです。
生ずる比率が違うだけ。
SO2を効率よく追い出せば一番目の式が、亜硫酸が液中にかなり残っているような状況では二番目の式が主体になります。
早い話、混ざっているんです。片方だけでは実際は間違いなんですよね。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

>どちらも正しいです。生ずる比率が違うだけ。

大変参考になりました。ありがとうございます。

お礼日時:2009/07/09 14:53

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