炭酸(水素)イオンについて

質問

NaOHにCO2を加え続ける時、NaOH→NAOHとNa2CO3共存→Na2CO3→Na2CO3とNaHCO3共存→NaHCO3という風に変化するようです。
Na2CO3が単独で存在するまではわかります。しかし次にNa2CO3とNaHCO3共存するようになるのがわかりません。
H2CO3⇔H＋　＋　HCO3－
HCO3－⇔H＋　＋　CO3(2－)
という平衡を使って考えようとしてるのですが、なかなかいい理屈がつきません。
どういう風に考えればよいのでしょうか？

回答No.2

nious

物質量を、Na2CO3＞CO2 とします。

CO2を加えていくと次のような「弱酸と弱塩基の中和反応」が起こります。

Na2CO3 + CO2 + H2O ⇔ 2NaHCO3
(CO3^2- + CO2 ⇔ 2HCO3^-)

これは平衡反応ですが、平衡定数：K=[HCO3^-]^2/[CO3^2-][CO2]=K1/K2≒10^4 の大きさから察して、
反応はほぼ完全に右に進むと考えられるので矢印を書き換えて、

Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO3
と書けるでしょう。

すると反応の途中に於いては、明らかに未反応のNa2CO3(CO3^2-)と、生じたNaHCO3(HCO3^-)が混在する事になる筈です。

お礼

回答ありがとうございました。
大体の平衡定数の値がわかればできたわけですね。

回答No.1

gohtraw

ソーダ灰は水に溶けて塩基性を示すのでここにＣＯ２を吹き込み続ければＣＯ２が溶解してｐＨが下がっていきます。その時に質問中の二番目の平衡はどう動くでしょうか？
　上記は多分に感覚的な話なので、実際にはそれぞれの平衡定数を調べて計算してみてはいかがでしょう？

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%82%AD%E9%85%B8
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%BD%E3%83%BC%E3%83%80%E7%81%B0
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%8C%E9%85%B8%E5%8C%96%E7%82%AD%E7%B4%A0