炭酸イオンや硫酸イオンによる沈殿についてわかりやすく解説｜受験化学の疑問を解決して難関大学に合格！

今回の記事では $C O_{3}^{２ー}$ （炭酸イオン）や
$S O_{4}^{２ー}$ （硫酸イオン）による沈殿についてわかりやすく解説していきます。

他の沈殿について知りたい方はこちらをご覧ください。

炭酸イオンや硫酸イオンによる沈殿について

今回の記事では
$C O_{3}^{２ー}$ （炭酸イオン）や
$S O_{4}^{２ー}$ （硫酸イオン）による沈殿を
まとめて解説します。

「まとめてやって大丈夫？」
みたいな疑問を持つ方がいるかもしれません。

ですが、まとめてやった方が理解しやすいと思います。
だからまとめてやります。

ではいきますね。
炭酸イオン、硫酸イオンといったらまず以下の2つが有名です。

・ $C a C O_{3}$ （炭酸カルシウム）
・ $B a S O_{4}$ （硫酸バリウム）

炭酸カルシウムは骨や歯の主成分で白い沈殿です。
例えば、石灰水に息を吹き込むと白く濁ります。
これは炭酸カルシウムの沈殿の影響です。

こんにゃくを入れていたタッパーに白い異物が。調べてみると、こんにゃく製造時に使われた水酸化カルシウムが溶け出して二酸化炭素と反応してできた炭酸カルシウムらしいです。石灰水に息を吹き込むと白濁するのと同じ原理か（Ca(OH)2 + CO2　→　CaCO3 + H2O）。酸で溶かそう。 pic.twitter.com/4PhLxuZWXJ

— 落合　剛 (@Ochiai_Tsuyoshi) January 5, 2022

それから $B a S O_{4}$ （硫酸バリウム）って聞いたことがありますか？
有名なので聞いたことがあると思います。

で、

・ $C a C O_{3}$ （炭酸カルシウム）
・ $B a S O_{4}$ （硫酸バリウム）

この２つの沈殿に似ているのが $C a S O_{4}$ （硫酸カルシウム）と
$B a C O_{3}$ （炭酸バリウム）の沈殿です。
このように覚えれば

炭酸イオン、硫酸イオンで有名な４つの沈殿

・ $C a C O_{3}$ （炭酸カルシウム）
・ $B a S O_{4}$ （硫酸バリウム）
・ $C a S O_{4}$ （硫酸カルシウム）
・ $B a C O_{3}$ （炭酸バリウム）

を覚えられると思います。

そして上記４つの沈殿はみんな白色です。

硫酸カルシウムの特徴

$C a S O_{4}$ （硫酸カルシウム）は実生活で有名な物質です。
美術で使う石膏が有名だと思います。
具体的には $C a S O_{4}$ ・ $2 H_{2} O$ （硫酸カルシウム2水和物）です。

また、
$C a S O_{4}$ ・ $\frac{1}{2}$ $H_{2} O$ （硫酸カルシウム2分の1水和物）も有名です。
これは焼き石膏でパラパラしています。

チョークに向きがあるとは・・
職場でチョークを購入、タブにこんなん書いてあって驚いた。
ちなみに『馬印焼き石膏チョーク』です。 pic.twitter.com/T62za1tvML

— さゆ (@sayutelescope) October 23, 2018

文房具屋さんで売っている石膏は2分の1水和物の焼き石膏の方です。
⇒吉野石膏焼き石膏教材用 B級 1kg 【石こう型取り】

@yuuki_goraku 石膏っていえば、ほとんど焼き石膏が出されると思いますよ！(焼いて加工されたものが、世に出回ってる主な石膏。焼き石膏とも言う。)

— たむらっ！ (@kasutm) December 20, 2010

この焼き石膏に水を加えてコネコネして乾かすと石膏の像ができます。

今日実験で作った焼き石膏を水で溶かして練り練りして固めたスフィンクス
と
友達が作ったおにぎり pic.twitter.com/NZAn3uarQ6

— もろろん (@zyamozyamommm) January 23, 2014

硫酸イオンの沈殿

硫酸イオンの沈殿は $B a S O_{4}$ （硫酸バリウム）と $C a S O_{4}$ （硫酸カルシウム）
意外に $P b S O_{4}$ （硫酸鉛）も沈殿します。これも白色です。
とはいえ、 $P b S O_{4}$ （硫酸鉛）が沈殿するというのは
当ブログを読んでいるあなたなら知っているかもしれません。

以前の記事で鉛蓄電池について解説しました。
鉛蓄電池は車のバッテリーでした。
プラスとマイナスともに $P b S O_{4}$ になります。
⇒鉛蓄電池の特徴と用途についてわかりやすく解説

もし $P b S O_{4}$ が溶けてしまったら充電できません。
だから表面が $P b S O_{4}$ の塊なのです。
そして充電すると元通り、 $P b O_{2}$ と $P b$ に戻ります。

溶けて極板が痩せたりしたら充電できなくなりますからね。
鉛蓄電池を勉強すると $P b S O_{4}$ は
水には溶けない（沈殿するわけだから）ということがわかりますね。
こんな感じでいろんな知識があると
忘れにくくなりますね。

炭酸イオンの沈殿

それから $C O_{3}^{２ー}$ （炭酸イオン）は
ほとんどすべての金属イオンと沈殿します。

この記事では $C a C O_{3}$ （炭酸カルシウム）と $B a C O_{3}$ （炭酸バリウム）を
挙げましたが、銀でも銅でも鉄でもアルミニウムでも亜鉛でもみんな沈殿します。
これは覚えておきましょう。

なので本当のことをいいますと
炭酸イオンで沈殿したといっても相手が誰だかわかりません。
だってみんなと沈殿するからです。

なので以下のように逆手に取るとよいです。
炭酸イオンを加えるということは
炭酸くらいしか相手にしてくれない物質なんだろうと考えるわけです。
だから炭酸で沈殿するといったら
$C a C O_{3}$ （炭酸カルシウム）か $B a C O_{3}$ （炭酸バリウム）だろうと
逆算するという受験戦略は有効だと思います。