明日提出のレポートなのにまったくわかりません。
このままでは留年なので、至急おねがいします。

 鉄(2)イオン溶液10mlと硫酸(1+4)10mlと水30mlをコニカルビーカーにいれて、0.02M過マンガン酸カリウム標準溶液で滴定する。
 この反応の滴定曲線を次の手順で書け。
 それぞれの酸化還元対に対応するネルンストの式を書け。
 滴定の各段階における電位を求め、滴定曲線をかけ。当量点前後でそれぞれ3,4点ほどとること。
 
 この反応の当量点において、滴下した過マンガン酸イオンのうち未反応のものの割合を次の手順で求めよ。
 この酸化還元反応全体の平衡定数Kを各成分の濃度で表せ。ただし、MnO4-,Mn2+,Fe3+,Fe2+以外の成分は濃度一定としてよい。
 MnO4-,Fe3+に関する2個のネルンストの式から溶液の電位Eを消去し、整理せよ。
 これより、Kを求めよ。
 当量点でのMnO4のモル数をmとしてKを表せ。
 これより、mを計算し、未反応のMnO4-の割合を求めよ。
 

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A 回答 (2件)

質問を読む限り、この問題は実験レポートかなにかの課題なのではないですか?



>滴定の各段階における電位を求め、滴定曲線をかけ。当量点前後でそれぞれ3,4点ほどとること。

といわれてもねえ。。。 実験しないと「電位を求める」ことはできないように思いますが、どうでしょうか。データが明らかになった上で、解決に向かう過程の何処でつまづくのか示してもらわないことにはアドバイスしようがありません。

課題として出る以上、少なくとも過去の授業で取り扱っているはずですからご自分のノートをよく見返してみることです。ネルンストの式に関しては関係科目の教科書に絶対載っていますし、ネットでも検索できると思います。過去の質問で他の回答者の方々が紹介しているサイトを探すのも良いでしょう。

最後ですが合格点を取る実力がない以上、留年するのは当然だと思いませんか?
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もし何らかの文献データを用いて滴定曲線をかくにしても、0.02 MのKMnO4溶液以外の濃度が不明ですね。

それとも「ただし、MnO4-,Mn2+,Fe3+,Fe2+以外の成分は濃度一定」と見なせる範囲内で試薬濃度を回答者が任意に設定して答えてよいということでしょうか?

また「鉄(2)イオン」と「硫酸(1+4)」の意味するところが不明です。前者は「鉄(II)イオン」ということですか? 硫酸の括弧内の足し算は何を意味するのでしょうか? こうした記述を公の場で用いる時には必ず注釈をつけるべきだと思います(鉄(II)イオンのように通例となっている表記はこの限りではありません)。
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ザルツマン係数:0.8
通気ガス量:50L
この時の排ガス中の二酸化窒素濃度は?

以下のような考え方で問題ないでしょうか?
NO2 + 0.5H2O → 0.8HNO2 + 0.2HNO3
NO2の量をXmolとすると、
X=5.0*10^-4mol/l * 50/1000L * 1/0.72
NO2=46g/molとすると、
NO2濃度=X * 46 / 50L (ppm)

宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

化学反応式にザルツマン係数を含ませてはいけません。

2NO2+H2O→HNO2+HNO3

NO2が(X)molあったとすればそれから生じるHNO2は(X/2)molです。
通気した場合、試薬と反応しないで空気と一緒に出てしまうNO2があるというのがザルツマン係数だろうと思います。
したがって50mL中には
5.0×10^(-4)×(50/1000)=0.8×(X/2)

濃度をppmで表すのであれば50Lの空気の量をnmolとして
X/nを考える事になります。
温度を指定しなければnは決まりません。
仮に27℃とすれば
n=50/(22.4×300/273)
になります。
NO2の質量を使うのであれば50Lの空気も質量に変える必要があります。質量で考えたppmと物質量で考えたppmとは値が異なります。普通は気体の場合、物質量(体積)で考えると思います。

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じゃあ、このイオンたちは外に電子を二つだしても、三つだしても安定なのでしょうか。変です。安定状態は一つじゃないんですか。あの最外核電子が希ガスと同じになると安定。

仮に安定状態にかかわらずイオンになれるんだとすれば、Fe+~Fe10+とかいくらでもありそうな気がするのです。でも、鉄の場合はFe2+とFe3+くらいしか聞かないですし、水素の場合のH2+も聞きません。どうしてでしょう(-_-;

Aベストアンサー

イオン化エネルギー(単位はkJ/mol)

H  1312

Na 495  4562  6911
Mg 737  1476  7732

K  419  3051  4410
Ca 589  1145  4910

He  2373  5259
Ne  2080  3952
Ar  1520  2665 

1.不活性元素(希ガス)の電子配置から先に行くのは難しいのが分かります。
  Na^2+は存在しないだろうというのはエネルギー的な判断として可能です。

2.Ca^2+を実現するために必要なエネルギーはNa^+を実現するために必要なエネルギーよりも2倍以上大きいです。でもCa^2+は安定に存在します。これはイオン化エネルギーの大きさだけでは判断できない事です。
CaOとNaClは結晶構造が同じです。融点を比べると結合の強さの違いが分かります。
NaCl 801℃   CaO  2572℃

CaOの方が格段に結合が強いことが分かります。
結合が強いというのを安定な構造ができていると考えてもいいはずです。
NaClは(+)、(-)の間の引力です。CaOは(2+)、(2-)の間の引力です。これで4倍の違いが出てきます。イオン間距離も問題になります。Ca^+には最外殻のs軌道に電子が1つ残っていますからCa^2+よりも大きいです。荷電数が大きくてサイズの小さいイオンができる方が静電エネルギーでの安定化には有利なのです。
Fe(OH)2よりもFe(OH)3の方が溶解度が格段に小さいというのも2+、3+という電荷の大きさの違いが効いてきています。サイズも小さくなっています。

イオンは単独では存在しません。必ず対のイオンと共に存在しています。
水和されていると書いておられる回答もありますが対のイオンの存在によって安定化されるというのが先です。
水溶液の中であっても正イオンだけとか負イオンだけとかでは存在できません。水和された正イオンと水和された陰イオンとが同数あります。水和された負イオンの周りは水和された正イオンが取り囲んでいます。液体の中にありますからかなり乱れた構造になっていますが正負のイオンが同数あって互いに反対符号のイオンの周りに分布しているという特徴は維持されています。

3.d軌道に電子が不完全に入っている元素を遷移元素と呼んでいます。
  「遷移」というのは性質がダラダラと変わるということから来た言葉です。普通は族番号が変われば性質が大きく変わります。周期表で横にある元素とは性質が異なるが縦に並んでいる元素とは性質が似ているというのが元素を「周期表の形にまとめてみよう」という考えの出発点でした。だから3属から11族を1つにまとめて考えるという事も出てくるのです。
 性質が似ているというのは電子の配置に理由があるはずです。電子は最外殻のsに先に入って後からdに入ります。エネルギーの逆転が起こっていますが違いは小さいものです。まず外の枠組み(s軌道)が決まっている、違いは内部(d軌道)の電子の入り方だけだというところからダラダラ性質が変わるというのが出てきます。M^2+のイオンがすべて存在するというのもここから出てきます。11族の元素に1+が出てくるのは内部のd軌道を満杯にしてs軌道電子が1つになるというからのことでしょう。これは#7に書かれています。でもそれがなぜ言えるのかはさらに別の理由が必要でしょう。
 s軌道の電子が飛び出してイオンができたとすると残るのはd軌道の電子です。イオンのサイズがあまり変わらないというのはここから出てきます。
 イオンの価数の種類が1つではないというのも遷移元素の特徴です。エネルギーにあまり大きな違いのないところでの電子の出入りだという捉え方でもかまわないと思います。イオン単独で考えているのではなくてイオンが置かれている環境の中で考えています。イオン化エネルギーの大小だけではありません。
 色が付いている化合物が多いというのもエネルギー的にあまり大きな違いのない電子配置がいくつか存在する、そのエネルギー状態は周囲の環境によって割合と簡単に変化するという事を表しています。普通なら電子遷移は紫外線の領域です。可視光の領域に吸収が出るのですから差の小さいエネルギー準位があるという事です。この色が周りに何があるかによって変化するというのも、変動しやすいエネルギー順位があるという証拠になるのではないでしょうか。酸化銅、硫酸銅、塩化銅、硝酸銅、結晶の色は異なります。水和された銅イオン、アンモニアが配意した銅イオンもはっきりとした色の違いがあります。

4.今考えているイオンの電荷は実電荷です。酸化数は実電荷に対応しているとは限りません。
 単原子イオンの酸化数はイオンの価数そのままですが、単原子イオンではない、分子中の原子、または多原子イオンの中の原子の酸化数は形式的に電荷を割り振ったものです。イオンでないものであってもイオンであるかのように見なしているのです。「Cr^(6+)」が存在するなんて書かれると「????」となってしまいます。Cr2O3の融点が2436℃、CrO3の融点が196℃であるという数字から考えるとCrO3はイオン性ではありません。無水クロム酸とも言われていますがCrO4^2-の中の結合と同じであろうと考えられます。
 CO2はC^(4+)1つとO^(2-)2つが結合したものと教えている中学校があるように聞いていますが困ったことです。「硫酸の中の硫黄の原子価は6+である」と書いてある危険物のテキストもあります。酸化数と原子価の混同はかなり広く見られることのようです。Cr^6+ という表現はそれと同列のことですから堂々と回答に書かれては困ることです。

イオン化エネルギー(単位はkJ/mol)

H  1312

Na 495  4562  6911
Mg 737  1476  7732

K  419  3051  4410
Ca 589  1145  4910

He  2373  5259
Ne  2080  3952
Ar  1520  2665 

1.不活性元素(希ガス)の電子配置から先に行くのは難しいのが分かります。
  Na^2+は存在しないだろうというのはエネルギー的な判断として可能です。

2.Ca^2+を実現するために必要...続きを読む

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どうやって醤油の塩分濃度を上げるのか教えてください。

煮詰める?

けど煮詰めて塩分濃度がいま幾らか知る方法ってあるの?

塩分濃度計を使うのかな?

まず濃口醤油の塩分濃度を教えてください。

Aベストアンサー

誤解があるようですが、醤油の「こいくち」「うすくち」は「色」についてのものであって、塩分濃度は一般に「うすくち」の方が高いのです。

通常の塩分濃度は
・こいくち:16%程度
・うすくち:18%程度
のようです。
http://chigai.soudesune.net/soy-sauce.html

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Aベストアンサー

>Mn2++5Fe3++4H2OにどのようにしてK+と9SO4-をつけるのですか?
一つずつ処理(陽イオンと陰イオンを組み合わせて、それらしい化合物を作る)しかありませんね。
陰イオンは「硫酸イオン」しかありませんから、種類の多い陽イオンに順に化合物を作成しましょう。
修正:SO4- → SO4^2-
・Mn^2+:SO4^2-
・5(Fe^3+):15/2(SO4^2-)
・K+:1/2(SO4^2-)
これでめでたく9個の「SO4^2-」を処理できました。
しかし、問題が・・・
化学反応式の係数に分数はいただけません!
最後に全体を2倍して係数を全部整数にしましょう。
これで完成です。

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NaClの濃度は1mol/L、KClの濃度は1mol/Lですね。

さて、これらの強電解質は完全に電離すると考えてよいと思いますので、これらはすべて、ナトリウムイオンNa+、カリウムイオンK+、塩素イオンCl-になっていますね。

このとき、Na+は1mol存在します。K+も同じく1mol。そして、Cl-は2mol存在します。

よって、Na+とK+のイオン濃度は1mol/L、Cl-のイオン濃度は2mol/Lとなります。

同様に、MgCl2のケースを考えます。
MgCl2→Mg2+ + 2Cl-
となりますので、MgCl2を1molとって、1Lの水に溶かしたときのイオン濃度は、Mg2+が1mol/L、Cl-が2mol/Lとなりますね。

QFe2+・Fe3+イオンと硫化水素

Fe2+、Fe3+イオンを含む水溶液に硫化水素H2Sを加えると黒色沈殿が出来るのはなぜですか??
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イオン化傾向の順位で低いものは高いものと置換される性質があるからです。


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