弱酸遊離-高校レベル

質問

高校1年生です。
化学Iの授業で、「弱酸遊離」と言うものを習ったのですが、
いまいち理解することができません。

Na2SO4 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + SO2↑
CaCO3 + [2]HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑

というのを習ったのですが、一体何が起こっているのかわかりません。
そもそも「弱酸」が「遊離」するとは何なのでしょうか。
No.891331 などの質問や各HPも参考にさせていただきましたが
内容が難しすぎるので、高１にもわかる範囲で説明をお願いします。

また、よろしければ、
弱塩基遊離 [2]NH4Cl + Ca(OH)2 ―加熱→ 2NH3 + [2]H2O + CaCl2
発煙硫法 濃硫酸にSO3→SO3ガス でなぜ硫黄が出来るのか
も教えていただけると非常に助かります。

面倒くさい内容となっておりますが、
お時間ありましたら回答のほど、よろしくお願いします。

回答No.2

noname#62864 · ベストアンサー

強酸は水溶液中で電離します。
弱酸はほとんど電離しませんが、強塩基が存在すれば電離させられます。つまり、弱酸がなければ、強塩基を加えることによって水が電離してOH-が生じますが、弱酸が存在すれば、弱酸が電離します。なぜなら、弱酸といえども水よりは強い酸なので、塩基が存在すれば水よりも優先的に電離するからです。
そこに、強酸を入れれば、強酸が電離することによって、弱酸の身代わりになってくれます。つまり、弱酸が水の身代わりなったのと同様に、今度は強酸が弱酸の身代わりになるのです。
結果的に、弱酸は電離する必要がなくなり、本来の電離していない状態に戻ります。
これを弱酸が遊離した（電離しなくなった）といいます。
なお、上の反応式は間違っています。
Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + SO2↑ですね。
これらの反応式で大事なことは、炭酸(H2CO3)や亜硫酸(H2SO3)が遊離するというところまでで、そこから先のCO2やSO2の発生はそれらのガスが水に溶けにくいことに由来するものであり、本質的に弱酸遊離とは別の問題です。

＞発煙硫法 濃硫酸にSO3→SO3ガス でなぜ硫黄が出来るのか
わかりません。そういうことがあるのですか？私には理解不能です。

お礼

No1で頂いた回答が、はじめ頭の悪い自分にはあまり理解できなかったのですが、こちらで頂いた具体的な回答で、No1の方の詳しい説明までなんとなく理解することが出来ました。
弱酸・弱塩基遊離というのはハロゲン元素の酸化力の違いによる酸素との反応の優先順位に似たものがありますね。
あと、化学反応式、間違ってましたね。。発煙硫法の件もですが、自分にも全く理解できません。その2つ、先生に追求してみたいと思います。
今回、一応簡潔な回答を求めていたのでこちらを良回答とさせていただきましたが、No1の方も大変参考になり、今後の化学の勉強に対する感心においての大変なあしがかりになったと思います。
本当に、ありがとうございました。

回答No.1

ht1914

弱酸の塩に強酸を加えると弱酸が遊離する
弱塩基の塩に強塩基を加えると弱塩基が遊離する
という内容ですね。
弱酸と強酸の違いは何でしょう。電離度の違いです。強酸のＨ２ＳＯ４と弱酸のＨ２ＳＯ３は電離度が違います。弱酸の電離度が小さいということはくっつく性質が強いということです。
質問の中に書かれている例で言うと
Ｎａ２ＳＯ３＋Ｈ２ＳＯ４→Ｎａ２ＳＯ４＋Ｈ２ＳＯ３
です。イオンで書いてみます。
Ｎａ２ＳＯ３はイオン性物質ですから溶けていればイオンに別れています。Ｈ２ＳＯ４は強酸ですからイオンに別れています。
Ｈ２ＳＯ３は弱酸ですから電離する性質が弱いです。反応式をイオンに分けて書いて両辺から共通なイオンを消してみて下さい。
残るのは　　２Ｈ＾＋＋ＳＯ３＾２－→Ｈ２ＳＯ３　　です。
このＨ２ＳＯ３はＳＯ２とＨ２Ｏに別れると考えるといいです。ＳＯ２の溶解度を超えると気体のＳＯ２が発生します。
フェノールＣ６Ｈ５ＯＨという物質があります。教科書の後ろの方、有機化合物で出てきます。この物質は非常に弱い酸でＮａＯＨと反応します。Ｃ６Ｈ５ＯＮａという物質が出来ます。フェノールは水に溶けにくいですがＣ６Ｈ５ＯＮａは水に溶けます。
Ｃ６Ｈ５ＯＮａ＋ＨＣｌ→Ｃ６Ｈ５ＯＨ＋ＮａＣｌ
の反応が起こると水に溶けないフェノールが水の上に浮きます。弱酸が遊離するというイメージにはこれの方が合うかもしれませんね。
塩化アンモニウムに水酸化カルシウムを加えてアンモニアを取り出すのは炭酸ナトリウムの製法であるアンモニアソーダ法で使われているものです。塩化アンモニウムは水によく溶ける物質ですがアンモニアはそれほども溶けません。
ＣｕＳＯ４＋２ＮａＯＨ　→　Ｃｕ（ＯＨ）２↓＋Ｎａ２ＳＯ４
これも同じように考えてもいい例です。
金属の水酸化物で溶解度の小さいものはすべて弱塩基です。

お礼

迅速な回答、ありがとうございます。
まず、「電離度」やイオンでの考え方みたいなものは授業でまったくやっていませんでした。。疑問をもって質問する人もいる（無論、自分も）のですが、先生は「そういうものだから」と終わらせてしまいます。ですが一応辞書、教科書、No2で下さった参考意見などを見ながら何とか輪郭をつかむところまでは来ることができました。
この、化学が苦手なのに質問しても先生も答えられないスパイラル、なんとかしてほしいものです。
完全に理解できたわけではありませんが、それでも大方仕組みを理解できました。本当にありがとうございました。