緩衝液について 高校化学 CO2(水溶液)とNaHCO3の同物質量の混合液が緩衝液は緩衝液になるとワ

緩衝液について 高校化学


CO2(水溶液)とNaHCO3の同物質量の混合液が緩衝液は緩衝液になるとワークの問題に出てきました

CO2+H2O⇄ HCO3- +H+ …①
NaHCO3→Na+ + HCO3-

なので、①の平衡は左に寄っていて、
混合液に酸を加えると

HCO3- + H+ → H2CO3

の反応が起こるので[H+]が一定に保たれるのはわかるのですが、
この混合液に塩基を加えるとどんな反応が起こるのかわからないので教えていただきたいです

No.2 ベストアンサー 回答者： asdffafa00 回答日時： 2016/12/04 22:39

平衡状態であるので①式の4種(CO2、H2O、 HCO3- 、H+)はすべて存在している。

その状態でOH-を入れると当然H+ + OH- →H2Oの反応が起きる。
無くなったH+を補うようにCO2+H2O⇄ HCO3- +H+ …①の反応が左から右へ起こるという反応が起きます。
高校レベルならこの考え方で問題ないと思います。

なぜそうなるかということについては大学レベルかもしれませんが
今回の反応式では(右辺の濃度の積)/(左辺の濃度の積)=一定…②であり、
イオンにほぼ乖離しないので左辺のCO2+H2Oの方に濃度は偏っています。
ここに酸(H+)や塩基(OH-)を加えた場合、
元々の濃度の高い左辺の濃度の積はほとんど影響を受けずに、
[影響を受けるレベルの酸塩基を加えると緩衝作用の効果の外になる]
元々濃度の低い右辺の濃度の積が大きくずれることから、
式②となるよう4種の濃度補正が行われるために平衡がずれていきます。

No.1 回答者： doc_somday 回答日時： 2016/12/03 17:12

>この混合液に塩基を加える

塩基を加えると、水からプロトンが引き抜かれます。つまりＨＯ^-が増えますから、
ＨＣＯ3^- ＋ ＨＯ^- → ＣＯ3^2- ＋ Ｈ2O
になります。
なお、
CO2+H2O⇄ HCO3- +H+ …①
は平衡としては「危険」で、それは左に振れると二酸化炭素が放出されてしまい濃度が確定しないからです。