解读二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的原因

      我们都知道实验室里验证二氧化碳通常使用澄清石灰水，当把气体通入澄清石灰水时如果发现石灰水变浑浊证明该气体就是二氧化碳。只所以使用该反应是因为该反应有明显的实验现象告诉我们反应有新物质生成。二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊是因为二氧化碳与石灰水中的溶质氢氧化钙反应生成难溶于水的碳酸钙的缘故，即CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。但是同学们知道为什么石灰水只是变浑浊而不生成沉淀吗？其中的原因是这样的：（一）由于氢氧化钙微溶于水，常温下它的溶解度很小，这样石灰水的浓度也就很低。通常我们能得到的石灰水只能说是澄清的。（二）二氧化碳这种气体的水溶性也不大，大多数二氧化碳气体分子分散在水分子之间，只有少数的二氧化碳气体分子与水分子结合生成碳酸。当我们向澄清石灰水中通入二氧化碳时，生成碳酸钙的量很少，并且生成碳酸钙也不会聚集成较大的颗粒以沉淀的形式出现，所以我们只会看到变浑浊而不会看到生成沉淀。长期露置在空气中的澄清石灰水表面会形成一层白膜，也是氢氧化钙和空气中的二氧化碳反应的缘故，但是由于空气中的二氧化碳的体积分数仅为0.03﹪，生成的碳酸钙更少颗粒也更小，只会形成一层白膜覆盖在溶液的表面也就是我们看到的白膜。我们在实验室中还会常发现这种情况就是盛放石灰水的试剂瓶内壁或瓶口会出现一层白色固体物质，这种白色固体物质也是碳酸钙。况且当我们连续不断地向盛有少量石灰水的试管中通过量的二氧化碳时，我们还会发现浑浊现象消失，试管内又变澄清。这是因为不溶于水的碳酸钙能和二氧化碳、水反应生成易溶于水的碳酸氢钙的缘故,CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2。大家所熟悉的成语水滴石穿其中蕴含的化学原理就是这个道理。所以当我们无论是进行二氧化碳性质实验还是进行二氧化碳的验证时，二氧化碳的通入量应该是适量的而不能过量。通过上面的分析我想同学们已经明白了二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的真正原因。