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2族元素(アルカリ土類金属・Mg)の色や炎色反応・水との反応など特徴・性質まとめ!

約 4 分

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2族元素の単体

まずは、2族の単体に関する以下の情報を暗記しよう。
  

Mg Ca Sr Ba
炎色反応 × 橙色 紅色 黄緑色
H2Oとの反応 熱水と反応 冷水と反応 冷水と反応 冷水と反応
SO42-との反応 沈殿なし CaSO4
(白)
SrSO4
(白)
BaSO4
(白)
OHとの反応 Mg(OH)2 Ca(OH)2(注) 沈殿なし 沈殿なし

(注)”多量”にOHを加えた場合に生じる。

2族元素の化合物

酸化物

POINT二族元素の酸化物一覧
・酸化カルシウム

2族元素の酸化物として覚えておかなければいけないのは「酸化カルシウム」だ。

酸化カルシウムは「生石灰」とも言われ、水に溶けて強塩基性を示す。

CaO + H2O → Ca(OH)2

CaOは塩基性酸化物であるため、水と反応すると水酸化物になっているね。
(酸化物に関して詳しいことは「酸性酸化物・塩基性酸化物・両性酸化物の違いを徹底解説!〜定義からそれぞれの酸・塩基との反応まで〜」を確認してね!)

また、酸化カルシウムは”塩基性の乾燥剤”として用いられるということも知っておこう。

CaO + HCl → CaCl2 + H2O

(乾燥剤に関して詳しいことは「目指せ乾燥剤マスター!高校化学で出てくる酸性・中性・塩基性の乾燥剤の一覧や分類・仕組みを徹底解説!!」を見てね!)

水酸化物

POINT二族元素の水酸化物一覧
・水酸化カルシウム

2族元素の水酸化物として覚えておかなければいけないのは「水酸化カルシウム」だ。

水酸化カルシウムは「消石灰」とも呼ばれ、これを水に溶かしてできた水溶液を「石灰水」と呼ぶ。

石灰水に二酸化炭素CO2を吹き込むと次のような反応が起こる。
これらの反応式は何度も練習して必ず書けるようにしておこう。

①「CO2を吹き込む」

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

この時点では、水に不溶性であるCaCO3(白色)が沈殿として溜まってしまうため、水溶液が白く濁る

②「さらにCO2を吹き込む」

CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2

さらにCO2を吹き込んでいくと、(不溶性で)沈殿になっているCaCO3が水溶性のCa(HCO3)2になるため、濁りが消える

POINT二族元素の塩一覧
・炭酸カルシウムCaCO3
・塩化カルシウムCaCl2
・硫酸カルシウムCaSO4
・炭化カルシウムCaC2

2族元素が含まれる塩として必ずチェックしておかなければならないのは上の4つ。順番に確認していこう。

炭酸カルシウムCaCO3

CaCO3石灰石大理石の成分として有名で、熱分解するとCaOが生成する。

CaCO3 → CaO + CO2

また、上の水酸化物のところでやったように、CaCO3は”水に溶けづらい”ということも把握しておこう。

塩化カルシウムCaCl2

CaCl2吸湿性・潮解性をもっており、中性の乾燥剤として使用される。(NH3とは反応してしまうためNH3の乾燥には使用不可)

乾燥剤について詳しいことは「目指せ乾燥剤マスター!高校化学で出てくる酸性・中性・塩基性の乾燥剤の一覧や分類・仕組みを徹底解説!!」を見てね!

硫酸カルシウムCaSO4

CaSO4の水和物であるCaSO4・2H2Oはセッコウと呼ばれ、これを加熱をすることによって得られる物質CaSO4・1/2H2Oのことを焼セッコウという。(1/2H2Oが付いている物質のことを”半水和物”という)

CaSO4・2H2O ⇄ CaSO4・1/2H2O + 3/2H2O

また、焼セッコウに水を加えて練ると元の普通のセッコウ(CaSO4・2H2O)に戻るということも併せて覚えておこう。

炭化カルシウムCaC2

炭化カルシウムはカーバイドとも呼ばれ、生石灰CaOにコークスCを混ぜ高温に熱することで製造する。

これに水を加えると次のように加水分解反応が起こりアセチレンが発生する。

CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2

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