ちくのう症(蓄膿症)は「菌」が原因!?

過マンガン酸カリウムを用いた酸化還元滴定をするときに、液温を60度前後内で維持し、液温が高すぎても低すぎてもいけないのはなぜなんでしょうか。
自分は
低い時・・・硫酸が触媒として機能しない
高い時・・・液体が蒸発してしまう
と、考えたのですが間違っていると言われてしまいました。
教科書とかを漁っても見つかりません・・・
お願いします。

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A 回答 (7件)

皆様色々お書きになっていて恐縮ですが、硫酸存在下でのシュウ酸と過マンガン酸カリウムの反応は非常に速いです、高校生でも間違いようがありません。


これは#1のお答えの通りです。
水質検査のCOD(化学的酸素要求量)測定でシュウ酸以外の有機物を測定するときのみ加温が必要です。
加熱しすぎると過マンガン酸カリウムが変化するというお答えは正しいと思います。
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三度登場のw-palaceです。


某有名大学の実験書の脚注に下記の記述がありました。これまでの、皆さんのご意見を集約したような感じのものです。このあたりが、真実なのかも知れませんね。

「この酸化反応(過マンガン酸カリウムとシュウ酸との反応)は速度が小さいので、加温して滴定を行う。ただし、温度が高すぎると過マンガン酸イオンが分解するため80℃を越えないようにする。」
また、別の実験書では、反応の結果生じたMnO2が触媒作用をするので、ある程度反応が進んだあとは、速やかに進むものの、初期の反応は進みにくいという旨の記述もありました。
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回答No.2のsuimaです。



>過マンガン酸カリウムとの反応は反応速度が遅いから。
というのは、過マンガン酸カリウム自体が反応しにくい物質ということです。
反応に時間がかかると不便なのはw-palaceさんの発言通りです。
終点を勘違いする可能性が高くなること。
それから、単に時間がかかることです。


>温度が低いと、酸化反応して生成した二酸化マンガンとシュウ酸との
>反応速度が遅いから反応しずらくなってしまうから
との疑問ですが、
酸化還元反応が起きているのは、過マンガン酸カリウムとシュウ酸です。
(MnO4)- + 8H+ + 5e- → (Mn)2+ + 4H2O
(COOH)2 → 2CO2 + 2H+ +2e-

二つの式をあわせて、
2(MnO4)- + 5(COOH)2 + 6H+ → 2(Mn)2+ + 10CO2
或いは、
2KMnO4 + 5(COOH)2 + 6H+ → 2(Mn)2+ + 2K+ + 10CO2
と反応します。

左辺のH+は硫酸から出たものです。
硫酸はH+の供給源として用いられています。
さらに正確に書くならば、
2KMnO4 + 5(COOH)2 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + K2SO4 + 10CO2
となります。
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再登場です。


やはり、そのシュウ酸が関係しています。
おそらくはシュウ酸は比較的、酸化されにくいために、反応速度を速める目的で、加温しているのだと思います。いくつか、実験操作をチェックしましたが、いずれも加温しています。反応が遅いと言うことは、滴定の際に、きわめて不便なことです。
次に、高温にして具合が悪い点というのも、シュウ酸です。シュウ酸は、2個のカルボキシル基が直結した構造を持っているために、熱によって分解しやすい化合物です。今回の実験では、おそらく硫酸酸性にしていると思いますが、酸性ではなおさら分解して脱炭酸を起こしやすくなり、実験誤差の原因となります。
シュウ酸というのは、酸化還元滴定においても、基準物質となるために、非常によく使われますよね。
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滴定条件の設定においては、KMnO4によって酸化される物質によって異なった条件が設定されることもあるでしょうから、何を酸化した時の話かも明らかにした方がよいのではないでしょうか。

この回答への補足

それがわからないんです、すみません。
テキストにはただ<過マンガン酸カリウムを用いた酸化還元滴定で(中略)はなぜか>
と書いてあるだけなんです
けど、今回の実験では0.025mol/lシュウ酸溶液を使いました

補足日時:2005/07/08 00:19
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高温にする理由:


過マンガン酸カリウムとの反応は反応速度が遅いから。
高温にすると反応速度があがります。

高温にしすぎてはいけない理由:
過マンガン酸カリウムが分解してしまうから。
MnO2とかになってしまいます。

この回答への補足

失礼しました、お礼の欄の炭酸ナトリウムですが
正確には二酸化マンガンです。
間違えました,すみません。

補足日時:2005/07/08 00:39
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この回答へのお礼

ありがとうございます、高温ついての理由、良くわかります。
低音については、
温度が低いと、酸化反応して生成した炭酸ナトリウムとシュウ酸との反応速度が遅いから反応しずらくなってしまうから
で、よろしいんでしょうか?

お礼日時:2005/07/08 00:33

> 液温を60度前後内で維持し、液温が高すぎても低すぎてもいけない



過マンガン酸滴定一般についていえば,別にそういうことはありませんので,理由も何もありません.



要するに,質問自体がおかしいのです.

この回答への補足

すみません、60度前後内で、というのは今回実験でそうだったから書いただけです。
けれど、理由が無いものを課題にするでしょうか・・・?

補足日時:2005/07/08 00:25
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Q過マンガン酸カリウムについて

酸化還元法で過マンガン酸カリウム溶液のファクターの測定をしているのですが、
教科書の注意のところで、
「過マンガン酸カリウム溶液は、一分間に10~15ml以上早く加えてはならない」
とありました。なぜなんでしょうか?
また、この実験で私たちの班は、滴定で、いくら過マンガン酸カリウム溶液を加えても微紅色になりませんでした。ずっと、無色のままなんです。
なぜならなかったのか、どなたか、わかる方がいれば教えてください。

Aベストアンサー

>酸化還元法で過マンガン酸カリウム溶液のファクターの測定をしているのですが

一次標準試薬はシュウ酸ナトリウムでしょうか?
そのとき主反応の反応式は次の様になります。

5Na2C2O4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 -> 2MnSO4 + K2SO4 + 5Na2SO4 + 10CO2 + 8H2O

>過マンガン酸カリウム溶液は、一分間に10~15ml以上早く加えてはならない

上記の主反応は反応速度が小さいので通常は60℃以上に加温して滴定しますが、
それでも滴下に反応が追随できないことがあるので慎重な操作が要求されます。

>いくら過マンガン酸カリウム溶液を加えても微紅色になりませんでした

滴定温度が高過ぎると過マンガン酸カリウムが分解されます。
この副反応の反応式は次の様になります。

3MnSO4 + KMnO4 + 2H2O -> K2SO4 + 2H2SO4 + 5MnO2
2MnO2 + H2SO4 -> 2MnSO4 + 2H2O + O2

気を付けましょう。

Qカルシウムの測定

現在実験の準備をしていますが、
(1)メダカのカルシウム量
(2)飼育水のカルシウム濃度
(3)血液のカルシウム濃度
を測定する必要があります。
いろいろな本を調べた見たところ、カルシウムの滴定法としては、過マンガン酸カリウム滴定法、EDTA滴定法、OCPC法などがあることがわかりました。
(1)メダカのカルシウム量の測定に関してですが、
私が考えたのは、まず、灰化ですが乾式灰化がいいのではないかと考えました。しかし、本を調べてみると、6MHCl中で一晩脱灰してろ過し、ろ液に蒸留水を加え脱灰液とするとという方法もあるらしくこちらのほうがかなり手楽そうに感じられました。
もしよろしければ違いを教えていただけたらと思います。

また滴定に関してですが過マンガン酸カリウム滴定法を用いようと思っておりますがいかがでしょうか。

(2)飼育水も、過マンガンカリウム滴定法を使おうと思っております。

また(3)血中のカルシウム濃度に関しては、どの程度の量の採血が可能か今のところ予想がつきませんが、同様にやれればと思っております。

化学系の大学ではないため実験設備に限界がありますが、限られた中でどうにか実験できたらと思っております。
もしよろしければ皆さんのお知恵を拝借できればと思います。
よろしくお願いいたします。

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趣味ですか、それともご研究ですか。

 趣味なら、測定値にかなりの誤差があるでしょうから、文献の数値で十分では。
 研究の場合は、化学反応を利用しての測定では、濃度が低いので、苦しいと想います。普通は、原子吸光法を用いて測定します。
 論文として発表するときに、感度はどうだったか、共存物質の影響、特にこの場合は、Mgが妨害しませんか。測定の専門家に依頼するべきです。

1)については、カルシウムは、骨に大部分存在します。1匹丸ごと、との事ですが、これを読んで、失礼ながら素人さんと判断しました(素人は、プロが諦めた仕事をやりとげる、ことも知っていますが)。
 メダカといえども、生命体です(といいながら、私も猿の惑星ならぬネズミの惑星ができれば、即死刑ですが)。
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Aベストアンサー

No.1です。
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つまり、一般に試料の純度は100%ではありません。分析用の特別なものでない限りは98%程度の純度があれば良い方だと思います。
こういった事情ですので、気にしなければならないほどの誤差ではないと思います。ただし、何回かの滴定の結果にバラツキが多いようでしたら、操作に問題があるということになります。

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お願いします。化学の辞書の引き方もどんな風に調べたらよいのか、も実はわかりません。ですので、回答していただければ光栄です。

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こんばんわ

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Q中和滴定の実験で。。。

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さて本題の考察ですが、出題者(先生)の意図がはっきりと見えませんが・・・想像で・・・多分この実験では酸と塩基の中和滴定で酸のFのバラツキ(数値が一定しない)原因を理由をつけてあげれば良いと思います。例えば・・ビュレットを読み取り位置の誤差とか、ピペットの最後の一滴の処理とか・・いろいろあると思いますよ。実際に実験をした時を思い出してみて下さいね。

Qシュウ酸と過マンガン酸カリウムの酸化還元滴定

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もう少し具体的に教えていただけないでしょうか?

Aベストアンサー

Mn2+がない状態では反応が遅い為に、加熱しなければ進まないというのが普通の説明のようです。つまり、滴定をはじめた当初は、MnO4-ばかりで、Mn2+(あるいはMnSO4)は生じていない為に、反応が遅く、加熱しなければ反応が進むのに長い時間が必要であるということです。

ひとたび、Mn2+が生じれば、それが触媒となり反応がすみやかに進むようになるということです。
ただ、Mn2+がどのように触媒作用を示すかということについてはあまり書かれていないようです。想像ですが、Mnはいろいろな酸化数をとるので、ひとたび生じたMn2+がMnO4-によって再酸化されたりすることによって、電子の移動が(すなわちMnO4-による酸化が)すみやかに起こるようになるということだと思います。

Q実験の考察・・・

酸化還元反応の実験をやりました。ですが、レポートの考察をどのように書いたらいいのかまったくわかりません。

ちなみに実験は、過マンガン酸滴定方法によりオキシドール中の過酸化水素の濃度を求める実験です。

どなたか考察をどのように書けば良いのか教えてくださいませんか?
どうかかよろしくお願いします。

Aベストアンサー

レポートを書く際に「目的」「方法」「原理」「結果」と順を追って書いた次に「考察」ですね。親切過ぎる実験指示書では原理まで書いてありますが、本来は自分で調べて置いて実験するものです。
原理には酸化・還元に関する反応式と酸化還元電位なども書いておきます。

考察では、「実験結果」に基づいて「原理」記載事項も引用して検討したことも必要です。
 たとえば、予想した滴定値が極端に相違している場合には、過マンガン酸イオンが2価のマンガンイオンになっていない事が多いのです。
滴定前に硫酸溶液を加えますが、その量がいい加減に入れた時にその様な現象が出ます(このときは滴定して行くときの色変化はどうであったかなど、検討事項として加えることと、この場合の反応式を調べて記載すること)
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中和適定で適定値に誤差ができる理由を教えてください

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 測定の際の各液の体積の測定誤差。
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 思いつくままにあげてみましたが、実験手順によって、どの誤差が大きくなるかは違ってくると思います。

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