二酸化炭素はｐHによって変化しますか？

質問

観賞魚水槽の飼育水に、二酸化炭素を強制的に添加したときに、飼育水のｐHが6,0、7,0、8,0の時には、二酸化炭素、炭酸イオン、重炭酸イオンと変化すると、何かの本で読んだことがあったのですが、これって間違いないでしょうか？
　化け学には全く疎く、ご存知の方に詳しく教えて戴きたいと存じます。

回答No.2

sak_sak · ベストアンサー

丸善「改訂3版 化学便覧 基礎編II」(1984)によれば、
　H2CO3→HCO3- + H+ の酸解離定数pKa=6.35
　HCO3-→CO32- + H+ の酸解離定数pKa=10.33
です。これを使ってちゃんと計算すれば詳しくわかりますが、
　pH=6.35のとき、H2CO3とHCO3-は等量
　pH=10.33のとき、HCO3-とCO32-は等量
となることから、大雑把に言うと
　pH≦6のとき主に炭酸(H2CO3)
　7≦pH≦9のとき主に重炭酸イオン(HCO3-)
　ph≧10のとき主に炭酸イオン(CO32-)
となります。

お礼

詳しい回答に感謝いたします。
＞酸解離定数pKa
この言葉は今回始めて聞きました。
正確な解答有難うございました。

回答No.1

150majesta

二酸化炭素は水に溶けにくく、大量に溶かす場合は圧力が必要になります。しかし、圧力がなくなると炭酸が水と二酸化炭素に分解する平衡反応が起きます。(水中で二酸化炭素の状態で存在することはありません)

二酸化炭素を水に溶かすと
CO2 + H2O→H2CO3
炭酸ができます。
炭酸は重炭酸イオンとプロトンに解離します。
H2CO3→HCO3- + H+
重炭酸イオンは炭酸イオンとプロトンに解離します。
HCO3-→CO32- + H+
例えばカルシウムを添加すると
Ca2+ + CO32-→CaCO3 (沈殿）

またおっしゃるようにｐＨ６、７、８、で変化すると言うのはｐＫａ(酸解離定数のマイナス対数)の値が必要になります。ちょっと調べてみたのですがｐＫａがわからなかったのでなんとも言えません。この値がわかればｐＨ６，７，８で二酸化炭素がどのような状態で存在するかがわかります。

お礼

お答え頂き有難うございました。
＞水中で二酸化炭素の状態で存在することはありません
この言葉には驚きました。観賞魚の世界では、化け学に詳しい方がいないのか、極当たり前に、水中の二酸化炭素……うんぬんされており、正確には炭酸として存在している事がわかりました。