シュウ酸ナトリウムと過マンガン酸カリウムの反応

【問題】純粋なシュウ酸ナトリウムを三角フラスコにはかりとり、精製水に溶かした。
ここに硫酸を加えて80℃に加熱し、あらかじめビュレットに入れておいた過マンガン酸カリウム水溶液を滴下した。

このとき、シュウ酸はどういう状態なのですか？
シュウ酸ナトリウムは、精製水に溶かした時点で即ほとんどが電離して、シュウ酸イオンの状態になると思いました。そして少しずつシュウ酸（COOH)2として過マンガン酸カリウムと酸化還元反応を起こすものと思いました。

しかし、解答では、シュウ酸ナトリウム(COONa)2と過マンガン酸カリウムの反応式になっています。
なぜでしょうか？

No.4 ベストアンサー 回答者： w-palace 回答日時： 2005/10/29 12:03

No.2のご回答にありますように、本質としては、シュウ酸ナトリウムが反応したと書いても、シュウ酸が反応したと書いても正しいと思います。

すなわち

(1)シュウ酸ナトリウムに硫酸を加えるとシュウ酸と硫酸（水素）ナトリウム？になった。
(2)硫酸酸性で、シュウ酸に過マンガン酸カリウムを加えると、シュウ酸が酸化されて二酸化炭素等になり、過マンガン酸カリウムは硫酸マンガンになった。

の２つの反応の内の(2)のみを表すか、両方をまとめて表すかといった違いです。

ただ、強いて言うならば、始めに加えたのがシュウ酸ナトリウムである以上、シュウ酸ナトリウムを出発物質とした、すなわち(1)(2)をまとめた書き方をする方が好ましいと思います。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。やはりシュウ酸ナトリウムとして書くのが求められているんですね。

お礼日時：2005/10/29 15:00

No.8 回答者： DexMachina 回答日時： 2005/10/30 14:38

No.5です。

> 実は「3.00mol/l の硫酸25.00ml を加えて」という記述がありました。

・・・そういえば、CODの過マンガン酸カリウム法でも、結構な量の硫酸を入れてましたね。
高校時に所属していた化学部でよくやっていたんですが、すっかり忘れていました(汗)


> 硫酸が触媒であることに気づかせないようにしようというひっかけだったのでしょうか？？

さすがに、それはないと思います(笑)
その解答を書かれた方にとって「硫酸は触媒」というのが当たり前になっていたために省略したか、それを反応式の矢印部分で明示するのを忘れた、程度の理由ではないでしょうか。

前回の回答でも書いたように、より親切な解答を示すのであれば、反応式の矢印部分に触媒としての硫酸を明示されるべきだった、と思います。
(そうなっていれば、charparkaveさんもご自分がその解答に疑問を持つ可能性は低かったと思いませんか?)

この回答へのお礼

再びありがとうございます！　ひっかけじゃありませんか！　私だけがひっかかりかけてしまったようです。わたし自身、触媒という認識が薄かったので、書くこともできませんでした。とても勉強になりました。

お礼日時：2005/10/30 22:03

No.7 回答者： noname#17433 回答日時： 2005/10/30 11:36

触媒は化学式の右辺にも左辺にも現れ、収支に

変化がない事が条件の1つなので
触媒のために硫酸が使われているならば
シュウ酸ナトリウムと過マンガン酸カリウム
の反応式が正解です。

この回答へのお礼

またまたありがとうございます！　そうなんですね…。勉強になりました。いままで、触媒といったら、式に現れていないものだと思っていました…。

お礼日時：2005/10/30 21:59

No.6 回答者： w-palace 回答日時： 2005/10/29 17:11

硫酸に関する補足です。

通常、この反応は硫酸酸性で行います。
つまり、硫酸酸性でなければMnO2などの副生成物が生じる可能性があり、結果が不正確になる原因となります。

たしかに、硫酸は酸性にするための触媒ではありますが、酸性になれば何でも良いというわけではなく、酸化されにくい酸でなければなりません。
反応式で表す場合にも、Mn2+の相手となるアニオンとしても重要であり、反応式にはMnSO4やNa2SO4として入ってくることになります。
したがって、上述のような反応式がかけるだけの量の硫酸が必要ですし、通常はそれよりもかなり過剰量の硫酸が用いられます。

参考URL：http://www.saitama-u.ac.jp/ashida/ques-box/quesb …

この回答へのお礼

補足ありがとうございます！　よりわかってきたと思います。ところで、紹介してくださったURLですが、私も質問者と同じように温度のことが気になっていたので、その面でも役に立ちました。なんとなく、想像がついてきました。

お礼日時：2005/10/30 21:57

No.5 回答者： DexMachina 回答日時： 2005/10/29 13:44

問題文中には、「硫酸を○○mol/l加えた」等、添加量は明記されていないんですよね?

でしたら、ここでの硫酸は、あくまで酸性にするための「触媒」として添加、と考えるべきだということになります。
(シュウ酸も弱いとはいえ酸ですから、硫酸が不足した「シュウ酸ナトリウム+シュウ酸+硫酸ナトリウム」の系でも酸性になる可能性はあると思いますので)

そして「触媒」であれば普通は反応式の中には入れませんから(矢印の下に表記)、解答ではそれに則って、シュウ酸ナトリウムと過マンガン酸カリウムの反応式として説明しているのだと思います。
それに、そもそも酸の強弱で話をしてしまうと、「では過マンガン酸カリウムのカリウムも、硫酸に奪われる可能性があるのでは?」と考える必要が出てしまい、無駄に複雑な話になってしまいますし。

従って、より正確・親切な解答(又は設問)にすることを目指すのであれば、「硫酸は触媒とする」といったことを明記してやるのがよいでしょう。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます！　実は「3.00mol/l の硫酸25.00ml を加えて」という記述がありました。全部細かく書くと、回答してくださる方にわかりにくくなるかな、といろいろな数値を省略しました。すみません。実際わたしはこの記述を見て、硫酸との反応なのか？　と迷ってしまいました。ただ、今まで勉強したこと、それにこの実験で求めたいことを考えると、違うかな、と判断したのです。あまりわかってもいずに。すべての試料に値をつけることで、硫酸が触媒であることに気づかせないようにしようというひっかけだったのでしょうか？？

お礼日時：2005/10/29 15:23

No.3 回答者： noname#17433 回答日時： 2005/10/29 04:19

ANo,2の訂正です。

半反応式は
(COOH)2→2CO2＋2H^+＋2e^-
です。

この回答へのお礼

わざわざありがとうございます。

お礼日時：2005/10/29 14:58

No.2 回答者： noname#17433 回答日時： 2005/10/29 04:10

先程の回答は質問に沿ってなかったようなので補足をします。

シュウ酸ナトリウムは塩なのでほぼα＝1です。つまりは
殆ど電離しています。実際に反応するのはシュウ酸イオンなので
それ以上の事を考える必要はありません。シュウ酸が酸化還元反応を
起こすならば、半反応式は
(COOH)2→CO2＋2H^+＋2e^-となります。
いずれにせよ生成物はシュウ酸ナトリウムの反応物と
シュウ酸の反応物の混合物になります。
ですから、反応式で試薬はシュウ酸でもシュウ酸ナトリウムでも
どちらでもよいと思われます。

No.1 回答者： noname#17433 回答日時： 2005/10/29 03:50

この問題ではシュウ酸ナトリウムに硫酸が

加えられています。このため弱酸であるシュウ酸が
遊離します。（弱酸の方が安定の為）
charparkave殿はそう思われたのだと思われますが、
そこまで考える必要はありません。
反応が2段階に分かれているならば、
（即ちシュウ酸の生成後、過マンガン酸カリウムと
酸化還元反応する。）
シュウ酸と過マンガン酸カリウムの反応式を考えて良いと思います。
ところがこの場合、あくまでシュウ酸ナトリウムと過マンガン酸
カリウムの反応式ということでシュウ酸ナトリウムと過マンガン酸
カリウムの反応式を示しているのだと思われます。
どちらにせよ間違いではないと思います。
又、過マンガン酸カリは強烈な酸化剤なので、
シュウ酸ナトリウムはCO2まで分解されます。
この為、半反応式は
(COO^-)2→2CO2＋6e^-
最終的な酸化還元反応式は
5(COO^-)2＋6MnO4^-＋48H^＋→6Mn^2＋10CO2+＋24H2O
になると思われます。

この回答へのお礼

何度も回答して下さってありがとうございます！　
＞弱酸であるシュウ酸が遊離します。（弱酸の方が安定の為）
そうなんですね！　わかっていませんでした。なぜ硫酸があるの？　と薄々思っていました。
参考書ではシュウ酸がイオンの式での反応式でなく、いつもシュウ酸そのものの式しか見たことがなかったので、シュウ酸イオンとして考えてそこへナトリウムが入ってくる、ということに違和感を感じていました。

お礼日時：2005/10/29 14:57