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塩化水素の反応式
高校化学からの質問です。 塩化水素の製法の反応式を答える問題で、 NaCl+H2SO4→NaHSO4+HCl が正解でした。僕は、 2NaCl+H2SO4→Na2SO4+2HCl としてしまいました。なぜNa2SO4ではなくNaHSO4となるのでしょうか? 宜しくお願いします。
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塩化水素を作る時の反応条件を調べられましたか。 濃硫酸と固体の食塩、加熱と書かれているはずです。 市販の濃硫酸は約96%です。非常に水の少ない条件での反応です。 水が少ないのでHClが気体となってでてくるのです。硫酸は不揮発性です。第一段階の電離だけが起こります。 希硫酸と食塩水であればHClの発生はほとんど期待できません。 単に4種類のイオン Na+,Cl-,H+,SO42-の混ざった水溶液が出来るだけになります。 硝酸ナトリウムと濃硫酸で硝酸を作る時も同じ反応です。 NaNO3+H2SO4→NaHSO4+HNO3 揮発性の強酸を得る方法です。 硫酸は不揮発性であるという性質を利用しています。 電離は水がなければ起こりません。 濃硫酸、濃硝酸、濃塩酸で水の割合は同じではありません。 濃硝酸にはほぼ1/3水が含まれています。濃塩酸では2/3水が含まれています。濃硫酸の96%というのは特別なんです。 強酸、弱酸という分類は0.1mol/L程度の溶液で電離度を比較しています。強酸というのはこの濃度でほぼ完全に電離していると考えていい酸です。濃度が濃くなるとどの酸でも電離度が小さくなります。 試験管の中の濃硫酸にマグネシウム片を入れるとポツポツとやっと分かる程度の泡が出ます。試験管の中身をビーカーの水の中に移すとジュワーと泡を出して一度に反応してしまいます。 希硫酸は強酸です。でも濃硫酸の酸としての働きは弱いです。
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まあ硫酸の「水中」での第一解離定数のpKa1は測定できないんですが(-3と言う参考値もある)、pKa2は1.99で、リン酸のpKa1=2.0と同程度ですからね。^^
お礼
回答ありがとうございます。 大変参考になりました。
- nious
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高校では硫酸を強酸と教えてるけど、実際にはそうでもなくて、 H2SO4 → H^+ + HSO4^- HSO4^- ⇔ H^+ + SO4^2- のようにH2SO4は完全に解離するけど、HSO4^-はあんまし解離しません。 でも条件次第ではNa2SO4も生じると思いますよ。
お礼
回答ありがとうございます。 >HSO4^-はあんまし解離しません 大変参考になりました。
お礼
回答ありがとうございます。 >水が少ないのでHClが気体となってでてくるのです。 >電離は水がなければ起こりません。濃硫酸、濃硝酸、濃塩酸で水の割合は同じではありません。濃硝酸にはほぼ1/3水が含まれています。濃塩酸では2/3水が含まれています。濃硫酸の96%というのは特別なんです。 大変参考になりました。ありがとうございます。