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貝殻に塩酸を加えるとなぜ二酸化炭素が発生するの?

弱酸の遊離反応

貝殻は炭酸カルシウムCaCO3からできた物質です。これに塩酸HClを加えると二酸化炭素が発生します。これは弱酸の遊離と呼ばれる現象です。

CaCO3 + HCl → CaCl2 + H2O + CO2

反応機構

炭酸カルシウムは強塩基のCa(OH)2弱酸のH2CO3の中和反応によってできた物質です。

Ca(OH)2 + H2CO3 → CaCO3 + 2H2O

HClはH+とClに電離しています。ここにCaCO3を入れると、弱酸由来のCO32-はイオンの状態よりもH2CO3の状態の方が安定するため、炭酸H2CO3に戻ってしまいます。炭酸はすぐさま分解されH2OCO2となり、気体が発生します。

塩酸じゃなくても、炭酸よりも強い酸だったらこの反応が起きます。弱酸の酢酸は炭酸よりは強いので、貝殻を溶かすことができます。

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