揮発性の酸の塩について

質問

揮発性の酸の塩について質問があります。

食塩水、すなわちNaClaqを加熱することを考えます。

すると当たり前ですが、水が蒸発し、最終的にはすべての食塩が析出します。

でもNaClaqの水溶液の中にはNa+,Cl-,H+,OH-,H2Oの５つが溶けていますよね？

これらは水溶液中で互いにくっついては離れ、を繰り返していると考えられ、たとえば「H+ + Cl- → HCl」の反応にしてもすぐに逆反応が起きてもとの２つのイオンにもどってしまうとはいえ、常に非常に低い確率で起こっていると考えられますよね？

これを加熱したとき、一瞬でも生じたHClが揮発性であるために、気体となって反応系からのぞかれてしまうため、各々の平衡が移動して、最終的には水溶液中からH+とCl-がいなくなってしまい、NaOHaqが残る、という奇妙な考察になってしまいました。

H2Oは一般に不揮発性といわれ、HClは一般に揮発性といわれることを考えると、「先に水が蒸発してしまうから」というのも違う気がします。

また、「H+は水溶液中ではH3O+の形をとっているから」というのであれば、「H+ + H2O ⇔ H3O+」さえもが平衡の上に成り立っていることから、わずかに存在するH+と反応する可能性には言及できていないことになる気がします。

このままではおちおち温かい食塩水を飲んでいる場合ではありません。
どなたか教えていただけないでしょうか？
よろしくお願いします。

回答No.2

Saturn5

Ｈ＋は水中では水と水和してＨ３Ｏ＋になっているという説明がよくされています。
しかし、実際はＨ３Ｏ＋にもさらに複数の水が水和し、そのクラスターにも
複数の水が吸わしているという電気的な多重構造をしています。
こんなことを殻とイオン式や反応式が書けないので、Ｈ＋と書いているだけです。

ですから、Ｈ＋を空気中に追い出すためにこのクーロン力を振り払う必要があるため、
かなり大きなエネルギーが必要です。
ですから、１００℃程度で食塩鬆を加熱してもＨＣｌが揮発することはありません。
これはＮａＣｌを加熱しても揮発しないのと同じ事です。

高温・高圧で加熱すれば出ないことはないと思いますが、そのような状態にすれば
どのような物質であっても単独のイオンや単独の原子になり、ラジカル反応のような
形になって、考えられる全ての組合せの物質ができる可能性があります。

お礼

回答ありがとうございます。

では水中ではH+はオキソニウムイオンとの平衡状態にあるのではなく、100％オキソニウムイオン状態（実際にはクラスター構造）であるということなんですか？

99.999999%ではなく100％である、ということなんですか？

ここをはっきりさせておきたいのでぜひ教えてください。

回答No.1

tengenseki

食塩水中に塩化水素成分を考えるとしても、塩化水素水での

ＨＣｌ蒸気分圧は、常温では塩化水素２５ｗ％以下はほぼ０。

塩化水素２５ｗ％と言う事は、塩化ナトリュームで４１ｗ％相当。

塩化ナトリューム溶解度は約２６ｗ％だから、塩化水素２５ｗ％

に達する前に食塩がどんどん析出して系外となる。だから

食塩水を煮詰めていってもＨＣｌガスは出てこない。

お礼

回答ありがとうございます。

ここで新たな質問ができたので、ぜひそちらにもこたえていただけたら、と思います。

よろしくお願いします。