CaSO4は水に溶けますか? (+ 知っておくべき 2 つのこと)

硫酸カルシウム (CaSO4) は水への溶解度が限られています。 CaSO4 は水に溶けにくいと考えられており、通常の条件下では少量の CaSO4 しか水に溶解しません。

まあ、それは単純な答えでした。ただし、このトピックについては、コンセプトを明確にするために知っておくべきことがいくつかあります。

それでは早速本題に入りましょう。

CaSO4 はなぜ水に溶けにくいのですか?

CaSO4 (硫酸カルシウム) は、そのイオン性と結晶格子の構造により、水に溶けにくいです。物質が水に難溶性であるとは、少量の化合物しか水に溶解して溶液を形成できないことを意味します。

CaSO4 が水に溶けにくい理由は次のとおりです。

イオン性: CaSO4 は、カルシウムイオン (Ca2+) と硫酸イオン (SO42-) から構成されるイオン性化合物です。固体状態では、これらのイオンは強いイオン結合によって結合されています。水の分子も極性があり、イオンと相互作用する可能性がありますが、CaSO4 の場合、結晶格子内でイオンを保持する力は、イオンと水分子の間の相互作用よりも強いです。
格子エネルギー: CaSO4 の結晶格子は、カルシウムと硫酸イオン間の強い静電相互作用により非常に安定しています。これらのイオン結合を切断するには、格子エネルギーと呼ばれるエネルギーが必要です。このエネルギーは、溶解中にイオンが水分子と相互作用するときに放出されるエネルギーよりもはるかに大きくなります。その結果、固体の CaSO4 は水に溶けずにそのまま残る傾向があります。
イオン双極子相互作用: CaSO4 が水と接触すると、結晶表面上の一部のイオンがイオン双極子相互作用を介して水分子と相互作用する可能性があります。しかし、固体 CaSO4 の大部分では、内部のイオン結合により、水分子が格子に侵入して重大な溶解を引き起こすことが妨げられます。

全体として、強いイオン結合、高い格子エネルギー、および制限されたイオン双極子相互作用の組み合わせにより、CaSO4 は水に溶けにくくなります。その結果、少量の CaSO4 のみが水に溶解し、希薄溶液が生成されます。