炭酸水素ナトリウムが沈殿する理由

質問

アンモニアソーダ法において炭酸水素ナトリウムが沈殿する理由を教えてください。

炭酸水素ナトリウムは炭酸水素イオンとナトリウムイオンの塩であるため水溶液中だと100％電離するのではないのですか?

回答No.3

101325 · ベストアンサー

> アンモニアソーダ法において炭酸水素ナトリウムが沈殿する理由を教えてください。

NaHCO3の溶解度が、NaClやNH4ClやNH4HCO3の溶解度よりも低いためです。これらの塩の溶解度の違いを利用すると、最も溶解度の低い塩を選択的に沈殿させることができます。とはいうものの、NaHCO3の溶解度はAgClやBaSO4のように極端に低いわけではないので、沈殿が生じたとしても、溶液中には炭酸水素イオンとナトリウムイオンが残ります。

> 炭酸水素ナトリウムは炭酸水素イオンとナトリウムイオンの塩であるため水溶液中だと100％電離するのではないのですか?

はい。100％電離しています。酢酸ナトリウムが酢酸イオンとナトリウムイオンの塩であるため水溶液中だと100％電離するのと同じ理屈です。「塩は水中では100％電離する」のですけど、水に溶かせる塩の量には上限がありますので、溶けきれなくなった分が沈殿になります。

お礼

ご回答ありがとうございました。参考になりました。

回答No.4

takkochan

すでに解答は出ていますが、

NaClの飽和水溶液中で、NaClはほぼ完全電離している。
NaCl　→　Na+　＋　Cl-　・・・・・(1)
この時、NaClは飽和溶液であるから可能な量の限界まで溶けている(つまりそれ以上NaClを加えても溶けない)。
これに、十分量のNH3を溶かした場合、その一部が電離する（弱塩基のため平衡は左に偏っている）。
NH3　+　H2O　←　NH4+　＋　OH-　・・・(2)
これにCO２を通じると、CO2は弱酸であるため、その一部が電離する（弱塩基のため平衡は左に偏っている）。
CO2　+　H2O　←　H+　 +　HCO3-　・・・(3)
(2)と(3)の反応でH+　と　OH-　で中和が起こり、水ができ、その分で(2)と(3)の平衡は少し右にずれる。
こうしてNH4+とHCO3-　の量が増えていく。
この中で+イオンと-イオンの組み合わせは、NH4+、Na+、Cl-、HCO3-、であるからできる塩の組み合わせは4種類である（＋－各2種類であるから）。
もともと塩化ナトリウムは飽和であり、NH3は十分加え、これにCO2を加えるたので、溶解度の低い塩があれば沈殿する。
この中で最も溶解度の低いNaHCO3が沈殿することになります。
実際にどの塩がどのくらい溶けるかは調べてください。

お礼

詳細な説明をありがとうございました。

回答No.2

ORUKA1951

＞予備校の授業の中で「塩は水中では100％電離する(原文ママ)」と教わりました。
　小学校のとき石灰水に息を浮きこんで白濁する。==沈殿が出来る実験をしたでしょ。
　海水を煮詰めたら塩が取り出せるでしょ。水が残っていても。
　　食塩は沢山溶かそうとしても溶けないでしょ。
　明礬の結晶をつくる実験で冷めたら結晶が成長したでしょ。
　定性分析で、塩化物イオンを含む水溶液に硝酸銀をいれると白い沈殿が生じたでしょ。

　色々な実験を体験していたら、おかしい--その説明は間違っていると判断できるはずです。

　水酸化ナトリウムと塩酸の塩である食塩ですら、水には一定量以上溶けないのは体験済みのはずです。
　その上で、水に溶けた食塩は、強酸と強塩基の塩なので100%電離しますが、そうでない塩は100%電離しません。

★電離するかしないかと、溶解度は別の話です。混同しないように。
　(強酸と強塩基の)塩は水中では100％電離する(原文ママ)としても、食塩はある量以上溶けませんね。

お礼

御回答ありがとうございました。

回答No.1

ORUKA1951

＞炭酸水素イオンとナトリウムイオンの塩であるため水溶液中だと100％電離するのではないのですか?
　どうしてそう判断されたか興味があるところです。
　強酸と強塩基の塩ならまだしも、弱酸と強塩基の塩と考えればそういう結果にはならないはずです。
　水への溶解度は温度に依存しますが
　　0℃　69.3 g/L
　 20℃ 103 g/L
　100℃ 236 g/L

　溶液のpHが変化するとイオン積の関係で沈殿もします。

お礼

予備校の授業の中で「塩は水中では100％電離する(原文ママ)」と教わりました。