貝殻に塩酸を加えるとなぜ二酸化炭素が発生するの？

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。

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

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CO₃^2-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H₂OとCO₂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。