重曹とお酢の反応式

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重曹と酢の反応は、モデル火山などのさまざまな種類の家庭用化学プロジェクトで、また多くの消火器の活性成分としてよく使用されます。

この反応は、化学反応におけるガスの生成を説明するのに役立ちます。また、生成されたガスは空気よりも重いと結論付けられるため、ガスの密度の違いの影響を観察することもできます。一方、それは酸塩基中和反応の目に見える例です。

重曹とは？

重炭酸ナトリウムは、式 NaHCO ₃の塩です。炭酸（H ₂ CO ₃）の共役塩基のナトリウム塩です。弱酸であるため、重炭酸塩は弱塩基です。同時に、炭酸は二プロトン酸 (2 つの陽子を持つ) として扱われるため、重炭酸塩にはまだイオン化可能な水素が含まれているため、弱酸にもなります。この同時に塩基性と酸性の性質により、酸と塩基の両方と反応できる両性化合物になります。ただし、水溶液では塩基性が優勢であり、アルカリ性溶液が生成されます。

重曹は、すべてのナトリウム塩と同様に、強力な水溶性電解質です。これは、重炭酸ナトリウムの水溶液が実際に解離したナトリウムイオンと重炭酸イオンを含むことを意味します。

次に、水溶液中の重炭酸イオンが水と反応して、2 つの関連する化学平衡が確立されます。

炭酸水素ナトリウム溶液が酸と反応すると、塩基のように振る舞い、プロトンを捕捉します。十分に強い塩基と反応すると、酸のように作用し、2 番目の陽子を放棄して二塩基性炭素イオンになります。

炭酸は価数 IV の炭素の酸素酸であり、水溶液中では安定ではありません。このため、それぞれの無水物、すなわちガス状の二酸化炭素と水に急速に分離します。したがって、重炭酸塩は、炭酸と平衡する代わりに、実際には大気中の二酸化炭素ガスと平衡します。

お酢とは？

私たちが台所で使用する酢は、酢酸またはエタン酸の水溶液に相当します。これは、化学式 CH ₃ COOH の弱い一塩基性有機酸です。その構造に 4 つの水素があるにもかかわらず、他の 3 つの水素は炭素原子に強く結合しているため、カルボキシル基の水素、-COOH のみがイオン化可能です。

多くの文献では、酢酸は HAc と省略形で表されます。ここで、H はイオン化可能な水素を表し、Ac は酢酸の共役塩基、つまり酢酸イオンを表します。水に溶解すると、酢酸は水と反応してヒドロニウムイオンを生成します。

または代わりに

酢酸の酸度定数は 1.75.10 ^-5であり、市販の酢、特に蒸留アルコールから製造されたホワイトビネガーのほとんどのプレゼンテーションでは、約 5% m/V の濃度で見られます。この2つのデータから、酢のpHは約2.42で、かなり酸性の溶液であることが確認できます。

重曹とお酢の反応は？

すでに見てきたように、酢は酸性溶液であるため、両性塩である炭酸水素ナトリウムと混合すると、塩基として作用し、酸を中和して炭酸になります. これはすぐに分解して炭酸ガスになり、溶液から大量の泡または発泡の形で放出されます。

元の溶液に石鹸、シャンプー、または他のタイプの界面活性剤も追加すると、発生したガスが石鹸の泡に閉じ込められ、泡が形成され、容器の壁をすばやく上昇します. これは、ほとんどの小学校や高校のサイエンスフェアで広く見られる化学火山の動作原理です。