炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムと硫酸マグネシウムの反応について

質問

初めて質問させて頂きます。

先日の実験で、
「炭酸水素ナトリウムを水に溶かしたものと、炭酸ナトリウムを水に溶かしたもののそれぞれについて硫酸マグネシウム水溶液を加え、沈殿が生じない場合は加熱を行う」という操作を行ったのですが、私の実験では溶かす量が少なかったのか、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウムともに何も変化が起こりませんでした。

NaHCO3とNa2CO3についてMgSO4を加えると、それぞれどのような反応が起こり、何が沈殿するのでしょうか？また、沈殿が生じなかった場合になぜ加熱を行うのでしょうか？

似た質問が過去にもあった様なのですが、そちらでは答えが出されていなかったので質問させて頂きました。
宜しくお願い致します。

回答No.1

DexMachina · ベストアンサー

まず、炭酸水素ナトリウムについては、

　1) MgSO4 + NaHCO3 → MgCO3↓ + NaHSO4
　2) MgSO4 + 2NaHCO3　→ MgCO3↓ + Na2SO4 + H2O + CO2↑

という2つの式が書けます。
但し、NaHSO4が生じると液性は酸性になるため、未反応のまま溶けているNaHCO3の分解(NaHCO3+NaHSO4→Na2SO4+H2O+CO2↑)が起きますので、実質的には「2)」に集約されます。
沈澱が生じなかった場合の加熱は、CO2の気化を促すことで、この反応を進みやすくするためでしょう。
(また、マグネシウム塩は温度が上がると溶解度が下がるものが多いことから、沈澱を促進する効果もあると思います)

次に炭酸ナトリウムの場合ですが、この溶液は塩の加水分解によってアルカリ性(恐らくpH10以上)になっているため、

　1) MgSO4　+　Na2CO3　→　MgCO3↓　+　Na2SO4
　2) MgSO4　+　Na2CO3　+ H2O　→　Mg(OH)2↓　+　Na2SO4　+　CO2↑

といった反応が考えられます。
つまり、この場合は炭酸マグネシウムと水酸化マグネシウムが混ざった沈澱が生じている可能性があるということです。
(すみませんが、どちらが主となるかは私にはわかりません)

お礼

なるほど、その様に反応するのですね！
とてもわかり易い回答を有り難うございます！