加水分解

解決済

質問者：shiro-mai
質問日時：2003/12/13 10:09
回答数：5件

Na2CO3　　　の加水分解の仕方がよくわかりません
　　　　どなたか教えてください！！

CO3＾-2　　が反応すると思うんですがOH^-　　がでてきません。

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「na 意味」に関するQ&A：「NA」の意味について

回答 (5件)

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No.3ベストアンサー

回答者： rei00
回答日時：2003/12/13 13:43

> Na2CO3　　　の加水分解の仕方

　こう書くと「Na2CO3」が加水分解を受ける事になりますが，それだと，「Na2CO3 は加水分解を受けません！」が回答になります。

　が，そう言う意味の質問ではないですよね。「Na2CO3 水溶液を使って●●を加水分解するときの反応の仕方」ですよね？

　とすると，既にある回答で正しいです。回答歴を拝見すると高１の方の様ですから，もう少し丁寧に回答しておきますね。

　まず，「平衡」と言う事は習われましたか？ Na2CO3 水溶液中で Na2CO3（直接は CO3^(2-) ）がどの様な平衡状態で存在するかが重要です。これを考える事で溶液中に存在する化学種が明らかになります。

　Na2CO3 は強塩基ですので溶媒の水分子から H+ を引き抜き，HNaCO3^(-) や Na2CO3 との平衡状態で存在します。

　　Na2CO3 ＋ H2O ⇔ NaOH ＋ NaHCO3
　　NaHCO3 ＋ H2O ⇔ NaOH ＋ H2CO3

　この結果，溶液中には NaOH が存在する事になります。もちろん，ここで書いた Na2CO3 や NaOH, NaHCO3 は「2Na^(+) ＋ CO3^(2-)」，「Na^(+) ＋ OH^(-)」，「Na^(+) ＋ HCO3^(-)」と解離していますので，実際の平衡は次の形になります。

　　CO3^(2-) ＋ H2O ⇔ HCO3^(-) ＋ OH^(-)
　　HCO3^(-) ＋ H2O ⇔ H2CO3 ＋ OH^(-)

　いかがですか？　OH^(-) が存在するでしょ？

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この回答へのお礼

はい！平衡は習いましたし、高1です。
こんなに分かりやすくありがとうございます
２段階に加水分解すると分かりやすくなりますね

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お礼日時：2003/12/14 05:40

No.5

回答者： Rossana
回答日時：2003/12/13 13:53

敢えてイオン反応式ではなく化学反応式(Na+は反応には関係ないので面倒くさくなるだけだが…）で書けば

加水分解の式はそれぞれ
Na2CO3＋H2O→(←)NaOH＋NaHCO3　
NaHCO3＋H2O→(←)NaOH＋H2CO3
です．

※→(←)は上と下に同時に書けないのでこう書いています．平衡の時の矢印を意味しています．

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No.4

回答者： Rossana
回答日時：2003/12/13 13:44

加水分解の式は

Ａ：CO3-＋H2O→(←)OH-＋HCO3-　
Ｂ：HCO3-＋H2O→(←)OH-＋H2CO3
です．
Ｃ：H2CO3→(←)H+＋HCO3-　K1≒5×10^(-7) (mol/l)
Ｄ：HCO3-→(←)H+＋CO32- K2≒5×10^(-11) (mol/l)
K1≫K2より，Ｃ式よりＤ式の平衡はずっと左に片寄っていますね．
言い換えれば，CO32-の方がHCO3-よりも弱酸分子に戻ろうとする傾向が強いと言えるのです．
これはＡ，Ｂ式で言えばＡ式のCO3-の方が加水分解を起こしやすいということを意味しています．
よって，余談ですが，NaHCO3とNa2CO3の水溶液を比べた場合，Na2CO3の水溶液の方が塩基性が強いのです．

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No.2

回答者： tizzy
回答日時：2003/12/13 11:11

shiro-maiさん

Na2CO3　 >>> 　2Na^+ + CO3^2-
になりますから

お水を足して
2Na^+ 　 + 　CO3^2-　　+　　2H2O >>>

2Na^+　　+　　OH^-　+　HCO3^-　+　H2O >>>　　

2Na^+　　+　　2OH^-　　+　　H2CO3

こうでしょうか？

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No.1

回答者： azicyan
回答日時：2003/12/13 10:58

多分です。

Na2CO3　+ 2H2O -> H2CO3 + 2NaOH

じゃ無かったかな？

ちなみに
H2CO3 -> H2O + CO2

だとおもいました

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参考書等を見ると強塩基とあります。なぜでしょうか

Aベストアンサー

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水酸化ナトリウムは強い塩基の代表です。水酸化ナトリウムはこの濃度では溶けると完全に電離していると考えてかまいませんので
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回答よろしくお願いします。

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○溶けやすさとアルカリ性の強さの関係
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酸性とかアルカリ性を考える時の濃度は通常もっと薄いです。
ｐＨという量で酸性とかアルカリ性を表していると言うのは知っておられると思いますが食塩とか炭酸ナトリウムとかの溶解度を考えている濃度よりもかなり薄いです。
水酸化ナトリウムの水溶液はアルカリ性です。
水溶液１Ｌの中にＮａＯＨが４ｇ溶けている状態でｐＨ＝１３です。
このｐＨの値は強いアルカリ性を表しているものです。でも１００ｇ中に０．４ｇ溶けているという数字で考えるとかなり薄いということが分かります。この程度の濃度で考える限り炭酸ナトリウムも炭酸水素ナトリウムも溶け方に違いはありません。（炭酸水素ナトリウムは水１００ｇに１０ｇほど溶けます。）

この程度の濃度で考えていて溶解度がずっと小さければアルカリ性の強さには響いてきます。（水溶液の混合で沈殿が生じるような化合物の場合と考えていいでしょう。）

ＮａＯＨやＣａ(ＯＨ)２と同じような形をした化合物が沢山あります。たいていの金属はこの形の化合物を作ります。
水に溶けにくいものが多いです。
水に溶けなければ水酸化物イオンＯＨ－がでてきませんからアルカリ性は弱いという事になります。
水酸化物の溶解度と水溶液のアルカリ性の強さは連動しています。
溶解度の大きい水酸化物は周期表の左側２列の中にある金属元素の化合物です。（それ以外のところにはありません。）
Ｍｇ(ＯＨ)2は水に溶けにくいです。弱塩基であると分類しています。

炭酸ナトリウムＮａ２ＣＯ３の水溶液はかなり強い目のアルカリ性になります。でもＣａＣＯ３は水に溶けにくいですから水溶液のアルカリ性は非常に弱いです。（普通はＣａＣＯ３の水溶液を考えるなんてことはしませんね。でもいくらか溶けているということで言うと水溶液があります。）

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識者の皆様、今晩は。
高校で化学での初心者的質問で失礼致します。

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では
Na2CO3を水に溶かすと
Na2CO3→2Na(+) + CO3(2-)
という風にほぼ完全に電離するんでしょうか?

それとも、
Na2CO3→aNaCO2 + 2(1-a)Na(+) + (1-a)CO3(2-)
という具合に一部だけ電離するのでしょうか?

NaCH3COOについても同様の質問で

NaCH3COOを水に溶かすと
NaCH3COO→Na(+) + CH3COO(-)
という風にほぼ完全に電離するんでしょうか?

それとも、
NaCH3COO→aNaCH3COO + (1-a)Na(+) + (1-a)CH3COO(-)
という具合に一部だけ電離するのでしょうか?

Aベストアンサー

溶解しているものについては、完全電離していると考えてください。
溶解度を超える量をいれた場合は、その超えた分は、溶解しないで全て沈殿していると考えてください。

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Q炭酸ナトリウムを水に溶かした時の最大Phは？

炭酸ナトリウムを入浴剤用に購入しようと思い、その安全性について調べているのですが、もし、出来るだけ多くの炭酸ナトリウムを水に溶かした時に、その水溶液のPｈはどのくらいになるのでしょうか？

ちなみに私は化学はまるで素人なので、出来ましたら、計算式等と共に教えていただけると幸いです。

Aベストアンサー

　なんでこう、化学に関して素人だと仰る方の質問に対して、数値が知
りたいという問いにちゃんと計算して応えることの出来ない人がこうも
多いんだろうね？　迷惑だよ。

　私が所望の計算を致します。他の方々のコメントがなくても済むよう
にお答えしますね。必要な知識は、高校の化学の教科書や参考書にある
平衡定数の考え方です。
　炭酸ナトリウム水溶液の濃度が仮に 0.1 mol/L（＝10.6 g/L）である
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オン積を Kw、炭酸水素イオンの電離の逆反応の平衡定数を K とします。
簡単な計算から、K ＝ Kw/Ka であることが分かります。
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の一部が炭酸水素イオンに戻ろうとしますが、その割合を x とし、便宜
上 C ＝ 0.1 (mol/L) と置くと、x が 1 より充分小さいという近似の下
で x ＝ √(C/K) となります。
　水酸化物イオン濃度 [OH^-] の値が [OH^-] ＝ Cx 、水素イオン濃度
[H^+] が [H^+] ＝ Kw/[OH^-] ですから、以上を用いて
[H^+] ＝ √(Ka・Kw/C)
...となります。さて、pH は常用対数 log を用いて
pH ＝ log(1/[H^+])
と定義されますから、あとは数値を放り込んで計算するだけです。
　代入すべき数値は、
Ka ＝ 4.7×10^{-11} (mol/L)　；炭酸の第２段階電離定数
Kw ＝ 1.0×10^{-14} (mol^2/L^2)　；水のイオン積
...と上記の C ＝ 0.1 (mol/L) です。これらを用いて、求める値は
pH ＝ -1/2・log(Ka・Kw/C) ＝ 11.7（有効数字３桁）
です。常温（25℃）での中性だと pH ＝ 7.0 、人間の体液における
値の典型値が pH ＝ 7.4 だから、かなり強い塩基性ですね。
　濃度を C ＝ 0.001 mol/L（上記の 1/100）にすると、pH ＝ 10.7
くらいになります。

　参考までに、白馬八方温泉の温泉水の値で、pH ＝ 11.3 くらいだそう
です。かなり強いアルカリ性の温泉も存在します。
http://www.goryukan.jp/spa/index.html
　入浴剤として使う場合の注意としては、強アルカリ性の温泉に入浴す
るときの注意点と同じです。当該の温泉地に問い合わせてみては如何で
しょうか？

参考URL：http://www2.yamamura.ac.jp/chemistry/chapter3/lecture5/lect3052.html

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Q化学平衡における水の扱い

化学平衡に関する質問です。よろしくお願いします。

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場合と含めない場合があるのはなぜなのですか？

例えば・・・

1）酢酸エチルの合成の場合
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水溶液内の平衡に関しては[H2O]は平衡...続きを読む

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水が反応・生成する平衡反応の場合、平衡定数には水の濃度[H2O]を含めるのが本来は正しいのです。
しかし、この[H2O]は、平衡反応に関与する水だけでなく、周囲に大量にある水も含めた濃度だということに注意して下さい。
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なぜどちらとも液体なのに水がでないのですか？
教えてください。。。

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教科書に載っている酸・塩基の定義を見ると
酸：水に溶けてＨ＋（正しくはＨ３Ｏ＋）を出す物質
塩基：水に溶けてＯＨ－を出す物質
アルカリ：水によく溶ける塩基
とあります。

「水に溶けて」ということですから水溶液が前提です。
中和が起これば酸の性質、塩基の性質が互いに打ち消されるのですからＨ＋＋ＯＨ－→Ｈ２Ｏ
が起こっています。これは定義から出てくることです。水中のＨ＋とＯＨ－が減少しなければ中和ではないはずです。
でもＨ２Ｏが生じるということと反応式の中にそのＨ２Ｏが出てくるということは別の問題です。

化学反応式は反応によって量が変化した物質の間の関係式です。存在はするが量が変化していないという物質は式の中に書きません。反応に重要な働きをしていても書きません。触媒を反応式の中に書かないというのもこの立場です。

ＮＨ３は水中で
ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ→ＮＨ４＋＋ＯＨ－
の反応でＯＨ－を生じますから塩基です。水によく溶ける物質ですからアルカリとも呼んでいます。
この状態にＨＣｌを組み合わせて反応を考えると
ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ＋ＨＣｌ→ＮＨ４Ｃｌ＋Ｈ２Ｏ
です。両辺に共通なＨ２Ｏは量の変化していない物質ですから消去します。
ＮＨ３＋ＨＣｌ→ＮＨ４Ｃｌ
反応式の中にＨ２Ｏは出てこなくなります。

この反応式は水溶液中の反応も水溶液外での反応も表わしています。
ただ反応の仕組みは異なっています。水溶液中での反応では水が出来ています。水溶液外での反応では水は出来ていません。（水溶液中の反応に対しての質問だと思いますから＃１のように水溶液外の反応を示しても回答にはなっていない事になります。）

水溶液中で酸、塩基として働く物質は水溶液外でも直接に反応することが可能です。

固体のＣａＯと気体のＣＯ２が反応する場合でも同じことが成り立ちます。
ＣａＯ＋ＣＯ２→ＣａＣＯ３
は中和反応です。石灰石の熱分解の式はこの逆反応です。
それぞれを別々に水に溶かしてから混ぜれば、ＣａＣＯ３の沈殿が生じるよく知られた反応が起こります。
ＣａＯとＣＯ２を出発物質として書けば水溶液中での反応も同じ式になります。
よく出てくる式はＣａ(ＯＨ)２を出発物質とした
Ｃａ(ＯＨ)２＋ＣＯ２→ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ
です。水溶液中でも水溶液外でも同じ反応式になります。この式ではＨ２Ｏが生じています。でも片方から出ているように見えます。水溶液の中での反応か外での反応かで仕組みが異なっていることが分かります。
水溶液中の反応であるとしてもＨ２Ｏの数が異なりますね。教科書に出てきたときに気がつかれましたか。ＣＯ２は２価の酸として働きますからＨ２Ｏは２つ出てくるはずです。
Ｃａ(ＯＨ)２＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２→ＣａＣＯ３＋２Ｈ２Ｏ
で両辺から共通なＨ２Ｏを1つ消してしまっているのです。

アンモニアの場合出発物質を水溶液中でもＮＨ３としています。
ＮＨ４ＯＨは現在どの教科書でも使われていません。これは不安定な分子という意味の表現でもありません。Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２→Ｈ２ＣＯ３とするのとは意味が異なります。書くと多分間違いにされるでしょう。

ラボアジェの本を見ると「非金属元素の酸化物は酸である」という表現が出てきます。ＣＯ２もＳＯ２もＮＯ２も酸として扱っています。

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QKHSO4の水溶液の液性

塩と塩基の単元の問題をやっていて、

「KHSO4（塩）の水溶液の液性を答えよ。」
というのがあったんですが、

「KHSO4はたぶん硫酸H2SO4と水酸化カリウムKOHが中和反応してできた塩だから、組み合わせは『強酸＋強塩基』。だから中性だ。」

と思ったんですが、答えを見たら酸性でした。orz

化学が苦手なもんでなんでだかわかりません。
「強酸と強塩基からできた塩は中性。ただし例外としてNaHSO4は酸性である。」と『岡野の化学をはじめからていねいに』に書いてあったんでそれで考えてたんですが、わかりません。

Aベストアンサー

NaHSO4とNaHCO3はどの酸と塩基が組み合わさっているかを考えるだけでは不十分なのです。
キーは陰イオンです。

まず，硫酸イオン(SO4^2-)は電離しやすいです。
ので，NaHSO4は水溶液中で，
NaHSO4 → Na+ + H+ + SO4^2-
という電離を起こします。
H+が出てますよね？よってこれは酸性です。
KHSO4でも同じです。

ちなみに，
NaHCO3の陰イオンCO3^2-は電離しにくいので，
NaHCO3 → Na+ + H+ + CO3^2-
とはいかず，むしろ，
NaHCO3 + H2O → Na+ + HCO3 - + H2O → Na+ + H2CO3 + OH-
となってOH-を生じるので塩基性になります。

高校範囲ではNaHSO4(KHSO4)とNaHCO3がなぜそのような液性を示すのかを問われることはほぼないです。
とりあえず覚えてしまいましょう。

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Q炭酸水素ナトリウムと水酸化ナトリウム

炭酸水素ナトリウムと水酸化ナトリウムは反応して炭酸ナトリウムと水が生成すると教わったのですが、なぜこのような反応が起きるのでしょうか？
あと、炭酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの混合液に塩酸を加えて中和滴定をしたときに、それぞれが塩酸と反応すると思うのですが、炭酸ナトリウムが塩酸と反応してできた炭酸水素ナトリウムは水酸化ナトリウムと反応しないのでしょうか？
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

NaHCO3は「両性電解質」と言って、酸と塩基の両方の性質を持つ物質れす。
相手がNaOHのような塩基の場合には「酸」となり、
NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O のように中和反応を起こします。

次にNa2CO3とNaOHの混合物のHClによる中和の問題ですが、
平衡定数の大きさを反応の進み易さの目安と解釈する事で説明してみます。

HCl + NaOH ⇔ NaCl + H2O (H^+ + OH^- ⇔ H2O)：平衡定数は1/Kw=10^14
HCl + Na2CO3 ⇔ NaHCO3 + NaCl (H^+ + CO3^2- ⇔ HCO3^-)：平衡定数は1/K2≒2*10^10

平衡定数を比較すると前者の方が後者よりかなり大きいから、
「NaOHがほぼ完全に中和されるまでは、Na2CO3が中和される事は殆どない」と考えられます。
だからNaOHとNaHCO3の反応は殆ど無視できるでしょう。

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