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化学反応式

2003/11/23 20:44

オルトリン酸塩溶液中に炭酸カルシウムを入れ、反応させた時の反応式はどうなりますか？何が生成されますか？

assay
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化学
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Julius
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2003/11/24 10:51 回答No.2

「オルトリン酸塩」の状態によって回答が変わりますし、議論も非常に複雑になります。リン酸塩と書かれてしまうと、一体何の塩なのかはっきりしませんが、ここでは仮にナトリウムの塩として話を進めます。またCaCO3を過剰には加えず、十分緩衝液の効果が出ると仮定します。 H3PO4は、pKa = 2.15, 7.20, 12.35で3度のH+の解離を起こします。そのため、NaH2PO4, Na2HPO4, Na3PO4の3種類の塩が存在することになります。またH2CO3は、pKa = 6.35, 10.33で2度のH+の解離を起こします。 1). NaH2PO4、またはNaH2PO4/Na2HPO4混合溶液(酸性)の場合 2 H2PO4^- + CaCO3 -> Ca^(2+) + 2 HPO4^(2-) + H2CO3 反応後は系内に、Ca^(2+), Na^+, H+, H2PO4^-, HPO4^(2-), がイオンとして共存します。またイオン解離が中途半端なCa(H2PO4)^+も少量溶けています。強酸性条件だと、更に炭酸は失われます。 H2CO3 -> H2O + CO2↑ 2). NaH2PO4/Na2HPO4混合溶液(中性)の場合 H2PO4^- + CaCO3 -> Ca^(2+) + HPO4^(2-) + HCO3^- H2O + CaCO3 -> Ca^(2+) + HCO3^- +OH^- 中性付近であれば、上の二つの式が競合します。系内に存在するイオンは、Ca^(2+), Na^+, H+, H2PO4^-, HPO4^(2-), HCO3^-, OH^-。またイオン解離が中途半端なCaHCO3^+, CaH2PO4^+, CaOH^+なども少量溶けています。 3). Na2HPO4水溶液の場合 H2O + CaCO3 -> Ca^(2+) + HCO3^- + OH^- まだほとんど中性なので、HPO4^(2-)からのプロトン解離よりも水からの解離が優先します。溶けているイオン種はCa^(2+), Na^+, H+, CaHCO3^+, CaOH^+, HPO4^(2-), HCO3^-, OH^-などで、 H2PO4^-, CaH2PO4^+は消失します。 4). Na2HPO4/Na3PO4またはNa3PO4水溶液の場合(塩基性) 弱塩基性なら HPO4^(2-) + CaCO3 -> Ca^(2+) + PO4^(3-) + HCO3^- Ca3(PO4)2, CaHPO4は塩基性の水溶液には溶けないので塩基性が強くなると沈殿として落ちます。強塩基性条件では、そもそもCaCO3が溶けません。

質問者