volatile-acid-liberation

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酸の揮発性} 濃硫酸のみ}{不揮発性}(蒸発しにくい) \\[.2zh] \textcolor{cyan}{濃硫酸以外の酸} {揮発性} (蒸発しやすい) 塩\ \ce{NaCl}}と\textcolor{magenta}{濃硫酸}の反応を考える. \\[.2zh]  両者を混ぜると,\ 水溶液中には\ \textbf{\textcolor{purple}{\ce{Na+},\ \ce{Cl-},\ \ce{H+},\ \ce{SO4^2-}\ が混在}}することになる. \\[.2zh]  すると,\ 4種の化合物\ \textbf{\textcolor{purple}{\ce{NaCl},\ \ce{Na2SO4},\ \ce{HCl},\ \ce{H2SO4}\ が生成される可能性}}が考えられる. \\[.2zh]  \textbf{\textcolor{orange}{加熱}}すると,\ \textbf{\textcolor{red}{揮発性の酸である\ce{HCl}だけがどんどん蒸発し,\ 反応系から取り除かれる.}} HCl}を増やそうとする方向に反応が進行する(ルシャトリエの原理).}} \\[.2zh]  よって,\ \textbf{\textcolor{red}{\ce{NaCl + H2SO4 [][加熱] NaHSO4 + HCl ^}}}\ のような反応が起こることになる. \\[.2zh]  ここで,\ \ce{HCl + NaOH NaCl + H2O}\ より,\ \textcolor{cyan}{\ce{NaCl}は揮発性酸\ce{HCl}由来の塩}である. \\[.2zh]  結局,\ 以下のような反応原理が導かれる.揮発性酸の塩}+\textcolor{magenta}{不揮発性酸}\不揮発性酸の塩}+\textcolor{red}{揮発性酸\ \ce{^}}}$}}} \\\\ NaCl}}+\textcolor{magenta}{\ce{H2SO4}}\加熱}}]}\ \textcolor[named]{ForestGreen}{\ce{NaHSO4}}+\textcolor{red}{\ce{HCl ^}}$ \\[.4zh] \rei\ \ $\textcolor{cyan}{\ce{CaF2}}+\textcolor{magenta}{\ce{H2SO4}}加熱}}]}\ \bm{希硫酸と濃硫酸は別物}である.\ 希硫酸は単なる強酸だが,\ \bm{濃硫酸になって初めて不揮発性を示す.} \\[.2zh] よって,\ 単なる硫酸ではなく,\ 濃硫酸と書いているわけである. \\[1zh] 1例目は\ce{Na2SO4}\ まではいかずに\ce{NaHSO4}\ で止まっているが,\ 2例目は\ce{CaSO4}\ まで進行している. \\[.2zh] この理由は,\ \bm{酸の強さ}という観点からとらえられる. \\[.2zh] 硫酸は,\ \ce{H2SO4 H+ + HSO4-}, \ce{HSO4- H+ + SO4^2-}\ のように二段階で電離する. \\[.2zh] 酸としての強さ(\ce{H+}の放出しやすさ)は,\ \bm{\ce{H2SO4}(第1電離)\ce{HCl}\ce{HSO4^-}(第2電離)}\ である. \\[1zh] ここで,\ 例の反応は,\ \bm{元々は弱酸の遊離反応}であったと考えられる. \\[.2zh] \ce{HCl}由来の塩\ce{NaCl}に\ce{H2SO4}\ を加えると,\ より弱い酸\ce{HCl}が遊離する. \\[.2zh] このとき,\ \bm{\ce{HCl}は第2電離よりは強いので,\ \ce{HCl}を差し置いて\ce{HSO4-}\ が\ce{H+}を放出することはない.} \\[.2zh] それゆえ,\ \ce{NaHSO4}\ で反応が止まり,\ \ce{Na2SO4}\ にはならないのである. \\[1zh] ただし,\ \ce{HCl}も強酸であるため,\ この\ce{HCl}の遊離反応は平衡状態になり,\ 効率よく進まない. \\[.2zh] そこで,\ 加熱により揮発性酸\ce{HCl}を追い出すことで,\ 反応を右に押し進めてやることになる. \\[.2zh] \bm{化学平衡が変化を相殺する方向に移動すること(ルシャトリエの原理)}を利用するわけである. \\[1zh] 酸としての強さが\ \bm{\ce{H2SO4\ce{HSO4^-\ce{HF}}\ であることを考慮すると,\ 2例目はもはや当然だろう. \\[.2zh] 硫酸の第2電離が\ce{HF}の電離より起こりやすいため,\ \ce{CaSO4}\ まで完全に反応が進行する. \\[.2zh] 弱酸\ce{HF}の遊離反応とも考えられるが,\ 加熱で追い出すため,\ 揮発性酸の遊離反応に分類される. \\[1zh] \toi\ \ \ce{NaNO3}に濃\ce{H2SO4}\ を加えて加熱すると? \\[.2zh] 濃\ce{H2SO4}\ は不揮発性酸である.\ また,\ \ce{NaNO3}\ は揮発性酸\ce{HNO3}\ 由来の塩である. \\[.2zh] よって,\ 揮発性酸の遊離反応\ \ce{NaNO3 + H2SO4 [][加熱] HNO3 + NaHSO4}\ が起こる. \\[.2zh] 酸の強さは,\ \ce{H2SO4}e{HNO3}\ce{HSO4-}\ である. \\[1zh] 揮発性酸の遊離反応に関しては,\ ここで取り上げた3つをおさえておけば済む.