
澄清石灰水,即氢氧化钙Ca(OH)2的水溶液,在通入二氧化碳后,会生成碳酸钙CaCO3,导致溶液变得浑浊。这是因为二氧化碳与氢氧化钙发生了化学反应,生成了难溶的碳酸钙沉淀。然而,当继续通入二氧化碳时,溶液会再次变得澄清,这是因为过量的二氧化碳与生成的碳酸钙反应生成了可溶的碳酸氢钙Ca(HCO3)2,从而使得溶液重新变得澄清。
质量的变化可以分为两个阶段。最初,溶液质量会减小,这是因为生成了碳酸钙沉淀,使得溶液中的氢氧化钙Ca(OH)2的含量减少,直至完全消失。此时,溶液只剩下水。随后,溶液的质量会再次增加,因为通入了过量的二氧化碳,使得液体从水变成了碳酸溶液。在这个过程中,溶液中的溶质变成了碳酸,而碳酸又与生成的碳酸钙CaCO3反应,生成了可溶的碳酸氢钙Ca(HCO3)2,因此溶液的质量再次增加。
这个实验不仅展示了化学反应中的沉淀生成与溶解现象,还揭示了二氧化碳与碱性溶液之间的复杂反应关系。通过观察澄清石灰水在通入二氧化碳前后发生的物理与化学变化,我们能够更深入地理解溶液中的化学反应过程及其背后的原理。
此外,这个实验还展示了溶液中溶质含量的变化对溶液性质的影响。从氢氧化钙Ca(OH)2溶液到碳酸氢钙Ca(HCO3)2溶液,溶液的性质发生了显著的变化,这不仅体现在溶液的透明度上,还体现在溶液中的化学成分上。