(1)ケイ酸は弱酸で、炭酸よりも弱いのに、何故

(1)ケイ酸は弱酸で、炭酸よりも弱いのに、何故
SiO2 + Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2　（ソーダガラスの製法１）
という反応が起こるのかわかりません。
SiO2 + ２NaOH → Na2SiO3 + H2O　（ソーダガラスの製法２）
の反応ならわかります。H2Oは極めて弱い酸ですから、弱酸の遊離が起こります。
でも１の反応は、強酸が遊離してませんか？
塩化ナトリウム（強酸塩）と二酸化炭素（弱酸になる）は何の反応も起こさないように、
炭酸ナトリウム（相対的強酸塩）と二酸化ケイ素（相対的弱酸になる）も反応しないのでは？

(2)ケイ酸ナトリウム水溶液（水ガラス）に塩酸を加えると弱酸であるケイ酸が遊離するのに、
ケイ酸ナトリウム（ガラス）に塩酸を加えても弱酸の遊離が起きないのは何故ですか？
石灰石CaCO3（弱酸塩）に塩酸（強酸）を加えると弱酸の遊離は起こるから、電離していないことが理由じゃないですよね。

No.1 ベストアンサー 回答者： Saturn5 回答日時： 2010/08/13 14:49

(1)反応的には塩化ナトリウムと濃硫酸で塩化水素を生成する反応に

似ています。
NaCl + H2SO4 →　NaHSO4 + HCl
SiO2 + Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2
これらはともに弱酸の遊離反応ではありません。
また、混合しただけでは反応が進まず加熱が必要な反応です。
左辺の反応物は全て沸点の高い液体または固体であるのに対し、
右辺のHCl,CO2は気体または揮発しやすい液体です。
化学反応は加熱をすれば、反応がどちらにも進んで、平衡状態
になり、結局は熱力学的に安定な方が主生成物になります。
この場合は、右辺の物質が反応系から無くなりますので、
反応は右から左に進むことができず、一方的に左から右の
反応となります。

(2)水ガラスもガラスもどちらもケイ酸ナトリウムです。
何が違うかというと水溶液（粘性のある）か結晶かです。
水溶液ならばイオン同士の反応で、塩酸と反応しますが、
ガラスは結晶となってイオン結合、共有結合で安定化されて
いるため、まず結晶をイオンにするためにエネルギーが要るので
塩酸とは反応しません。

この回答へのお礼

なるほど！揮発性酸の遊離ですね。
以前学校で習ったような気がしますが、完全に頭にありませんでした。
ご教授感謝します。

お礼日時：2010/08/19 21:28

No.3 回答者： Saturn5 回答日時： 2010/08/13 16:50

私が間違っていました。

Doc_Sundayさんの言うとおりです。

ガラスは中学生的な物性の観点からいうと固体ですが、
大学生の結晶格子の観点からいうと液体です。
部分的に結晶化しているアモルファスに近い感じでは
ないでしょうか？
また、Ｎａも少なく、かなり共有結晶に近い感じになって
います。
そのために、塩酸と反応しないのは前述の通りです。

ＣａＯも粉末ならば水と反応して Ｃａ（ＯＨ）２になり
ますが、大きな結晶では水とほとんど反応しません。

No.2 回答者： doc_sunday 回答日時： 2010/08/13 15:25

＃１のお答えの(2)ですが、ガラスは「結晶」ではありません。

またほとんどケイ酸ナトリウムでもありません。
ケイ酸ナトリウムからナトリウム酸化物が除かれてかなりの部分がＳi-Ｏ-Ｓiの酸無水物になっています。
完全に酸無水物になれば熔融石英になり、高温、水存在下で「水熱合成」すると比較的容易に水晶が合成出来ます。