CO2および炭酸酸の形成
* 溶解度: CO2は水にわずかに溶けます。溶解すると、水分子と反応して炭酸酸(H2CO3)を形成します。
* 反応: CO2(G) + H2O(L)⇌H2CO3(AQ)
* 平衡: この反応は可逆的であるため、両方向に進むことができます。 平衡は炭酸酸の形成を支持しますが、形成される量は限られています。
炭酸酸と酸性度
* 解離: 炭酸酸は弱酸です。水中で部分的に解離し、水素イオン(H+)および重炭酸イオン(HCO3-)を放出します。
* H2CO3(aq)⇌H +(aq) + hco3-(aq)
* 酸性度の増加: 溶液に水素イオン(H+)の放出は酸性度を高めます。 これが、過剰なCO2を持つソリューションがより酸性になる理由です。
過剰CO2の影響
* 平衡のシフト: CO2が過剰に存在する場合、反応の平衡は、より多くの炭酸酸の形成を支持します。これにより、H+イオンの濃度が高くなり、溶液がさらに酸性になります。
* pHの変化: 溶液がより酸性になると、そのpHは減少します。 pHスケールは酸性度を測定し、値が低いため、酸性度が大きくなります。
例:
* 海洋酸性化: 大気中の過剰なCO2は海に溶け、海水の酸性度を高めます。これは海洋生物に対する脅威をもたらします。
* ソーダポップ: ソーダのフィズは、溶解したCO2から来ています。形成された炭酸酸はソーダ酸性になります。
要約: 溶液中の過剰なCO2は、炭酸を形成することにより酸性度を高め、その後、水素イオンを放出するために部分的に解離します。このプロセスはpH値が低く、より酸性の溶液を示します。