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炭酸ナトリウムは塩基性化合物であり、水に溶解すると水酸化物イオン(OH-)を放出します。塩酸は酸性であり、水に溶かすとプロトン(H +)を放出します。水溶液中で組み合わせると、それらは酸 - 塩基反応で相互作用する。化学者はこのプロセスを中和と呼び、さまざまなサンプル中の酸または塩基の量を決定するために使用します。
炭酸ナトリウムと塩酸との間の反応は、地表水中の炭酸塩含有量を決定するために使用することができる。 (Derwent湖、ケズウィック、Fotolia.comからKryzstoferによる湖水地方国立公園の画像)
炭酸ナトリウム
炭酸ナトリウムは、式Na 2 CO 3で表される水溶性イオン化合物である。化学者はそれをイオン性として分類しています、なぜならそれは陽イオン(ナトリウムイオン、Na +)と陰イオンの多原子イオン(炭酸イオン、(CO 3)2 - )を含んでいるからです。水中では、それはそれぞれのイオンを解離として知られる過程に放出する。炭酸イオンは、2分子の水からプロトンを抽出することによって水酸化物イオンを生成するので、炭酸ナトリウムの基本的な挙動を担う:(CO 3)2 - + 2H 2 O→H 2 CO 3 + 2 OH - 。
塩酸
塩酸(別名ムリア酸)は、化学式がHClの強酸です。強酸という呼称は、水の存在下でのHClのプロトン(H +、酸の挙動に関与する種)および塩化物(Cl - )イオンへの完全な解離から生じる。
酸 - 塩基反応の化学
酸と塩基が結合すると、それらは塩(イオン化合物)と水を生成します。炭酸ナトリウムおよび塩酸の場合、生成される塩は塩化ナトリウムであり、そして水は炭酸(H 2 CO 3)の分解から生じる。これは二相プロセスによって表すことができる。第一は、反応:2 HCl + Na 2 CO 3→2 NaCl + H 2 CO 3である。第二は、炭酸の水と二酸化炭素への分解である:H 2 CO 3→H 2 O + CO 2。したがって、全体の反応は、2HCl + Na 2 CO 3→2NaCl + H 2 O + CO 2で表すことができる。
滴定
滴定は、物質の濃度(溶液1ミリリットルあたりの物質の量)を決定する分析技術です。一般に、これは滴定剤(濃度が正確にわかっている溶液)をビュレットと呼ばれるガラスシリンダーに入れ、液体の量を非常に正確に測定する化学反応を含みます。分析物(分析される物質)は通常、ビュレットの下のフラスコまたはビーカーに入れられます。次いで、反応が完了するまで滴定剤を分析物に添加する。反応がいつ完了するかを決定することは、通常、分析物への指示薬の添加を必要とする。指示薬は、少量の未反応滴定剤がバイアルに入っているときに色が変わる化合物です。
アプリケーション
試料中の炭酸ナトリウムの量は、指示薬としてブロモクレゾールグリーンを用いて塩酸で滴定することによって決定することができる。反応バイアルに少量の塩酸が含まれていると、このインジケーターは青から緑に変わります。この技術の変法は、河川、湖沼、小川、プール、および市の貯水池からの水サンプル中の炭酸イオンの量を決定するために使用されます。