はじめに

このページでは気体の検出反応を一通り解説していく。いずれも重要な知識なので必ず覚えるようにしよう。


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気体の検出反応

特定の気体が存在しているか調べる方法を気体の検出反応という。

二酸化炭素

石灰水に二酸化炭素CO2を通じると炭酸カルシウムCaCO3の沈殿が生成して白濁する。

\[
Ca(OH)_{2}+CO_{2}→CaCO_{3}↓+H_{2}O
\]

ここでさらにCO2を吹き込むと…

\[
CaCO_{3} + CO_{2} + H_{2}O → Ca(HCO_{3})_{2}
\]

炭酸水素カルシウムCa(HCO3)2は水に溶けやすいため、沈殿が溶解する。(=白濁が消える

また、白濁が消えた後、水溶液を加熱すると上記の逆反応が進み、CaCO3の沈殿が生成し、再度白濁する。

\[
Ca(HCO_{3})_{2}→CaCO_{3} + CO_{2} + H_{2}O
\]

一酸化窒素

一酸化窒素NOは無色の気体だが空気に触れると酸化して赤褐色の二酸化窒素NO2に変化する。

\[
2NO+O_{2}→2NO_{2}
\]

硫化水素,二酸化硫黄

水溶液中で硫化水素H2Sと二酸化硫黄SO2が反応すると硫黄Sがコロイド状に遊離して白濁する。

\[
2H_{2}S+SO_{2}→3S+2H_{2}O
\]

塩素

塩素Cl2を青色リトマス紙に触れさせると、リトマス紙が1度赤色に変化した後、白色となる。

青色リトマス紙には若干の水分が含まれているため、Cl2に触れると次の反応が起きる。

\[
Cl_{2}+H_{2}O⇄HCl+HClO
\]

生成したHClによってリトマス紙はまず赤色に変化する。その後、次亜塩素酸HClOの脱水作用によって脱色されて徐々に白色になる。

Cl2をヨウ化カリウムデンプン紙に触れさせると紙が青紫色に変化する。ヨウ化カリウムデンプン紙にはヨウ化物イオンIが含まれているため酸化力のあるCl2に触れるとI2が遊離する。(詳しくはハロゲン単体の反応(酸化力・水素・水など)を参照)

\[
Cl_{2}+2I^{-}→2Cl^{-}+I_{2}
\]

遊離したI2とデンプンが反応するとヨウ素デンプン反応によって青紫色を呈する。

オゾン

オゾンO3もCl2と同様に酸化剤なのでヨウ化物イオンIを酸化してI2を遊離させることによってヨウ化カリウムデンプン紙を青紫色に変化させる。

アンモニア,塩化水素

アンモニアNH3と塩化水素HClが接触すると白煙(NH4Clの微粒子)を発生する。

\[
NH_{3} + HCl → NH_{4}Cl
\]

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