CaCO3(탄산칼슘)은 물에 용해되나요? [그리고 왜?]

탄산칼슘(CaCO ₃ )은 물에 잘 녹지 않습니다. 용해도가 낮기 때문에 소량의 CaCO ₃ 만이 물에 용해되어 포화 용액을 형성합니다. CaCO ₃ 의 용해도는 온도, 물 속 다른 물질의 존재 여부 등의 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다.

뭐, 그냥 간단한 대답이었습니다. 하지만 이 주제에 대해 개념을 매우 명확하게 하기 위해 알아야 할 몇 가지 사항이 더 있습니다.

그럼 바로 시작해 보겠습니다.

탄산칼슘(CaCO3)이 물에 잘 녹지 않는 이유는 무엇입니까?

탄산칼슘(CaCO ₃ )은 용해도가 제한되어 있지만 일반적으로 물에 용해되지 않는 것으로 간주됩니다. 용해도가 제한된 주된 이유는 화학 구조와 분자간 힘의 특성 때문입니다.

탄산칼슘은 칼슘 Ca ²⁺ 이온과 탄산염(CO ₃ ) ^2- 이온으로 구성된 이온성 화합물입니다. 고체 상태에서 탄산칼슘은 이온 결합으로 서로 결합된 결정 격자 구조를 형성합니다. 칼슘이온은 탄산이온에 이끌려 안정적인 3차원 배열을 형성합니다.

탄산칼슘을 물에 넣으면 극성 물 분자가 고체의 하전 이온과 상호 작용합니다. 부분적으로 음전하를 띤 물 분자의 산소 원자는 양전하를 띤 칼슘 이온에 끌리고, 부분적으로 양전하를 띤 물 분자의 수소 원자는 음전하를 띤 탄산 이온에 끌립니다.

그러나 이러한 인력에도 불구하고 탄산칼슘의 물에 대한 용해도는 제한적입니다. 기존 이온 결합을 깨고 이온을 물에 분산시키는 데 필요한 에너지가 상대적으로 높기 때문입니다. 이러한 에너지 수요는 특히 다량의 탄산칼슘의 경우 쉽게 충족되지 않습니다.

또한, 탄산칼슘의 제한된 용해도는 일반적인 이온 효과 에 기인할 수 있습니다. 칼슘 이온 Ca ²⁺ 및 탄산 이온(CO ₃ ) ^2-은 자연적인 구성과 다른 화합물의 용해로 인해 이미 물에 소량으로 존재합니다.

탄산칼슘을 물에 첨가하면 칼슘과 탄산 이온이 추가로 도입됩니다. 결과적으로, 이들 이온의 농도가 증가하면 용해된 이온과 고체 형태 사이의 균형이 파괴되기 때문에 새로운 고체 탄산칼슘이 형성될 수 있습니다. 이는 물에 대한 탄산칼슘의 제한된 용해도에 기여합니다.

전반적으로, 탄산칼슘 결정 격자 구조의 강한 이온 결합과 일반적인 이온 효과의 조합은 물에 대한 용해도를 제한하여 대부분의 실제 경우에 불용성으로 만듭니다.

일반적으로 탄산칼슘(CaCO ₃ )은 물 이외의 용매에는 잘 녹지 않습니다. 비수성 용매에 대한 용해도는 극히 제한적입니다. 그러나 특정 조건에서는 염산이나 아세트산과 같은 산성 용매에 용해될 수 있습니다.

탄산칼슘은 이온성 특성과 이러한 용매에 극성 그룹이 부족하기 때문에 대부분의 유기 용매 에 대한 용해도가 낮습니다. 에탄올, 메탄올, 아세톤과 같은 비극성 용매는 탄산칼슘을 용해하는 데 효과적이지 않습니다.

그러나 염산이나 아세트산과 같은 강산성 용매에 노출되면 CaCO ₃ 에 존재하는 탄산 이온이 산과 반응하여 기체 이산화탄소와 가용성 칼슘 염을 형성합니다. 이 반응으로 인해 탄산칼슘이 산성 용매에 용해됩니다.

반응 속도와 용해 정도는 농도, 온도, 용매 내 다른 이온이나 화합물의 존재 여부와 같은 요인에 따라 달라집니다.

정리하면, 탄산칼슘은 일반적으로 물 이외의 용매에는 녹지 않지만, 염산이나 아세트산과 같은 산성 용매에는 화학반응을 통해 녹을 수 있다.