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初めまして、学校の実験授業で硫酸鉄(II)中の鉄の定量という実験をやりました。
硫酸鉄(II)とニクロム酸カリウムの酸化還元滴定で行い、式を用いて鉄の含有率を求めるものです。
ニクロム酸カリウムの酸性溶液中での酸化作用は
Cr2O7(2-)+14H(+)+6e(-)→2Cr(3+)+7H2O
だと教科書に書いてあります。(分かりづらくてすみません、かっこ内の数は価数です。アルファベットのあとの数字は右下の小さい数字です。)
ニクロム酸カリウムの式は分かったのですが、硫酸鉄(II)の式がわかりません。どのようにして考えれば分かるのでしょうか?教えて下さい。

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A 回答 (3件)

硫酸鉄(II)の式の考え方の基本は、硫酸イオンがSO4(2-)であることと、硫酸鉄(II)がFe(2+)であることです。


( )内に示した、+と-が釣り合うような割合で両者を組み合わせればよいわけです。
したがって、Fe(2+)とSO4(2-)を1:1で組み合わせればよいことになります。
硫酸鉄(III)であれば、Fe(3+)とSO4(2-)について考えればよいことになり、2:3の割合になります。

ところでニクロム酸カリウムと書かれていますが、二クロム酸カリウムです。つまり、はじめの「二」は漢字です。・・・仮に間違えても、読む人は気づかないかも知れませんが(笑)。
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この回答へのお礼

回答ありがとう御座いました!これでレポートが書けます。
二クロム酸カリウムのご指摘もありがとうございます、お恥ずかしい限りです。これからも質問をするときがあると思うのでその時はまたお願いいたします。

お礼日時:2005/09/29 18:20

Fe(2+)->Fe(3+)+e(-)

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この回答へのお礼

回答ありがとう御座います、皆さんの回答で考え方も式もわかりました、ありがとうございました。また機会があったらよろしくお願いいたします。

お礼日時:2005/09/29 18:24

Fe2+ → Fe3+ + e

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この回答へのお礼

回答ありがとう御座います。助かりました(^^)また機会がありましたらお願いいたします。

お礼日時:2005/09/29 18:21

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Q酸化還元反応式について

問題 (1) Cr2O7(2-) + 14H(+) + 6e(-) > 2Cr (3+) + 7 H2O
(2) Fe(2+) > Fe (3+) + e (-)
次の2つの式を用いて、硫酸を少量加えたニクロム酸カリウム水溶液と硫酸鉄 (II)水溶液との反応式を導け。

step 1: (1)、(2)から電子 e(-)を削除する。
(1)+6 x (2)
Cr2O7(2-) + 14 H (+) + 6 Fe (2+) > 2Cr(3+) + 7 H2O + 6 Fe (3+)

ここまでは、理解できます。

step 2: 両辺にK(+), SO4(2-)を加えて整理する。
K2Cr2O7 + 7 H2SO4 + 6 FeSO4 > Cr2(SO4)3 + 7 H2O + 3 Fe2(SO4)3 + K2SO4
ここで、質問があるのですが。

まず、この酸化還元反応式の意味自体を理解したいです。
二クロム酸カリウム + 硫酸 + 硫化鉄 > 硫化クロム + 水 + 硫化鉄 + 硫化カリウム となると思うのですが、左辺, 右辺にも硫化鉄があるということは、硫酸を加えた時点で、酸化鉄が生成したということでしょうか。

また、この反応式全体を導くためには、最初から、ニクロム酸カリウム水溶液と、硫酸の反応式の反応物と生成物を覚えておく必要がありますか。
つまり、最初の与式 (1)、(2)のみから、答えを導くのは難しいですか。

教えてください。 お願いします。

問題 (1) Cr2O7(2-) + 14H(+) + 6e(-) > 2Cr (3+) + 7 H2O
(2) Fe(2+) > Fe (3+) + e (-)
次の2つの式を用いて、硫酸を少量加えたニクロム酸カリウム水溶液と硫酸鉄 (II)水溶液との反応式を導け。

step 1: (1)、(2)から電子 e(-)を削除する。
(1)+6 x (2)
Cr2O7(2-) + 14 H (+) + 6 Fe (2+) > 2Cr(3+) + 7 H2O + 6 Fe (3+)

ここまでは、理解できます。

step 2: 両辺にK(+), SO4(2-)を加えて整理する。
K2Cr2O7 + 7 H2SO4 + 6 FeSO4 > Cr2(SO4)3 + 7 H2O + 3 Fe2(SO4)3 + K2SO4
ここで、質問があるのです...続きを読む

Aベストアンサー

(1)(2)のいわゆる半反応式(酸化剤だけ、還元剤だけのイオン反応式)を電子を消去する様に加減して、酸化還元反応のイオン反応式をつくる。ここまではわかってるんですよね?

あとは化学的なカンというか、イオンのイメージをもって両辺に加えるイオンを考えていくことになります。

おっと、その前に...

反応したイオンはニクロム酸イオン(酸化剤=還元される)と鉄(II)イオン(還元剤=酸化される)ですからね。

で、酸化還元反応のイオン反応式の左辺を見ます。

>Cr2O7(2-) + 14 H (+) + 6 Fe (2+)

これらの相棒になるイオンを両辺に加えて、イオンを物質として表記し、狭義の「化学反応式」にするんですよ。

クロム酸イオンは、ニクロム酸カリウムという物質から生じたのですから、これの相棒はカリウムイオン。2つ要りますね。

水素イオンは、硫酸から生じたものですから、これの相棒は硫酸イオン。2つの水素イオンに対して、1つの硫酸イオンを加えることになります。

鉄(II)イオンの相棒は、「硫酸鉄(II)」となっていますから、これも硫酸イオンですね。2価なので、鉄(II)イオンと1:1。

で、合計すると、両辺にカリウムイオン2つ、硫酸イオン13個加える。これで左辺を物質にできます。
右辺も陽イオンに硫酸イオンをくっつけて物質にします。でもカリウムイオン2個と硫酸イオン1個余るので、これをくっつけて硫酸カリウムにする。

これで完成です。

ですから、最初の(1)(2)式と、「硫酸を少量加えたニクロム酸カリウム水溶液と硫酸鉄 (II)水溶液との~」の文が必要です。イオン反応式だけではイオンを生じた元の物質が特定できませんから。

(1)(2)のいわゆる半反応式(酸化剤だけ、還元剤だけのイオン反応式)を電子を消去する様に加減して、酸化還元反応のイオン反応式をつくる。ここまではわかってるんですよね?

あとは化学的なカンというか、イオンのイメージをもって両辺に加えるイオンを考えていくことになります。

おっと、その前に...

反応したイオンはニクロム酸イオン(酸化剤=還元される)と鉄(II)イオン(還元剤=酸化される)ですからね。

で、酸化還元反応のイオン反応式の左辺を見ます。

>Cr2O7(2-) + 14 H (+) + 6 Fe (2+)

これ...続きを読む

Qキレート滴定について。

度々失礼します。

キレート滴定の実験で、溶液のpHを緩衝溶液で特定のpH範囲に調整しなければならないのはどうしてでしょうか?
どなたか解る方教えてください。

Aベストアンサー

理由1:金属イオンとキレートが結合する強さ(安定度定数)は、pHによって変化する。
 pHが低いほど結合は弱くなるので、できれば高pH域でやりたい。
理由2:しかし、金属イオンはpHが高くなると水酸化物の沈殿になり、キレート滴定できない。
 水酸化物が出来ないpH領域でなければならない。
理由3:キレート剤は酸であり、金属イオンと結合する際、水素イオンを放出すし、溶液のpHを変化させる可能性がある。
 このため、溶液にpH緩衝性を持たせている。

参考:少し前の質問
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=857044

Qニクロム酸カリウム

沈殿滴定のモーア法のときどうしてニクロム酸カリウムを使うのですか?

Aベストアンサー

沈殿滴定のモール法 (Mohr's method)では、クロム酸銀の赤色沈殿が生じる点を滴定の終点とします。指示薬にはクロム酸カリウムを使います。溶液のpHを調整しますので、二クロム酸カリウムも指示薬に使えるのだろうとは思いますけど、ふつうは使わないと思います。

#見当違いの回答でしたら、ごめんなさい。

Q中和適定についてです

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

Aベストアンサー

 どんな薬品・器具を使い、どんな手順で測定したかを書かないと、回答できない質問ですね。なんとなく実験レポートの考察課題のような……

 まず、試薬の濃度の誤差。試薬に何を使うか質問に書いてありませんが、シュウ酸などは潮解をしないので比較的正確な濃度の液が作れますが、質量測定の誤差・メスフラスコに入れる水の量の誤差などがあり得ます。

 測定の際の各液の体積の測定誤差。
 器具も何を使うか書いてませんが、メスピペットなどではかり取る液の量の誤差や、ビュレットの目盛りの読み取り誤差。
 あと、器具の洗浄関連で、きちんと共洗いをすべきところをしていなかったりすれば、誤差が大きくなります。

 中和点を決定するところの判断。
 指示薬の色の変化を見ますので、測定の個人差が出るでしょう。

 一滴の体積がある程度あること。
 一滴落とすときは中和前で、一滴落としてしまうと中和典雅すぎてしまう、というとき、一滴の体積の範囲の誤差が出ます。

 空気中の二酸化炭素が溶けこむことによって、試薬のpHが変動する誤差。

 実験にかかる時間によっては、水の蒸発によって試薬の濃度が変わることもあるかも知れない。

 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。

 どんな薬品・器具を使い、どんな手順で測定したかを書かないと、回答できない質問ですね。なんとなく実験レポートの考察課題のような……

 まず、試薬の濃度の誤差。試薬に何を使うか質問に書いてありませんが、シュウ酸などは潮解をしないので比較的正確な濃度の液が作れますが、質量測定の誤差・メスフラスコに入れる水の量の誤差などがあり得ます。

 測定の際の各液の体積の測定誤差。
 器具も何を使うか書いてませんが、メスピペットなどではかり取る液の量の誤差や、ビュレットの目盛りの読み取り...続きを読む

Q酸化還元反応と滴定

鉄鋼中のMnの定量で
まず鉄鋼に硫酸と硝酸を加え
黄色の溶液になりました。(1)

その後ペルオキソ2硫酸を加えてMn2+をMnO4-に酸化し、(2)
さらにリン酸を加えて濃度既知の硫酸鉄2アンモニウム溶液を加えた後(3)
濃度既知の過マンガン酸カリウム溶液で逆滴定を行いました。


この反応でいくつか疑問があるのですが
(1)で黄色になったのは鉄(III)イオンによるものでしょうか?

(2)の反応で硫酸イオンができるとおもうのですが、この硫酸イオンのせいで(3)の酸化還元反応に影響はないのでしょうか?
(過マンガン酸イオン以外の酸化剤があっていいのかということです)

(2)でリン酸を加えるのはなぜでしょうか?

わかりにくい文で恐縮ですが
わかる方いましたら教えていただけるとありがたいです。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

(1) Fe3+ 由来でしょう.
(2) もともと硫酸を入れて溶かしているのに,硫酸が生成することがなぜ問題になると思うのでしょうか?そもそも,硫酸/硫酸イオンは通常の条件下では酸化剤になりません.
(3) この滴定を行うときの反応を考えてみましょう.
もとの試料には Mn2+ と Fe3+ と Fe2+ が混ざって存在しています.これをペルオキソ硫酸で酸化して,Mn2+ を MnO4(-) にします.このとき,Fe2+ も Fe3+ に酸化され,結局,MnO4(-) と Fe3+ の溶液になります.ここに既知かつ過剰量のモール塩を加えることで,MnO4(-) をすべて Mn2+ に変換します.モール塩の Fe2+ は Fe3+ になります.この反応は,Fe2+の滴定に使われる反応と同じです(酸化剤には過マンガン酸のほかに二クロム酸でもよい).このとき,リン酸は鉄イオンに配位し,Fe3+の色を薄くし,過マンガン酸イオンや指示薬の変色の観察を容易にすると同時に,酸化還元電位を下げて酸化を促す効果もあります.あとは過剰の Fe2+ を MnO4(-) で逆滴すればいいわけですが,これはまさに Fe2+ の過マンガン酸滴定にほかなりません.

(1) Fe3+ 由来でしょう.
(2) もともと硫酸を入れて溶かしているのに,硫酸が生成することがなぜ問題になると思うのでしょうか?そもそも,硫酸/硫酸イオンは通常の条件下では酸化剤になりません.
(3) この滴定を行うときの反応を考えてみましょう.
もとの試料には Mn2+ と Fe3+ と Fe2+ が混ざって存在しています.これをペルオキソ硫酸で酸化して,Mn2+ を MnO4(-) にします.このとき,Fe2+ も Fe3+ に酸化され,結局,MnO4(-) と Fe3+ の溶液になります.ここに既知かつ過剰量のモール塩を加えることで,...続きを読む

Q光学純度

光学純度の定義を教えてください。

いろんな文献を読みましたが書かれていませんでした。

Aベストアンサー

「光学純度」というのであれば基本的に比旋光度に基づいて記述されます。
%eeはエナンチオマー過剰率の略で、決定方法については言及しませんが、最近であればHPLCが用いられることが多いです。
本来であれば光学純度と%eeは同じ値になるはずではありますが、必ずそうなると言うわけでもありませんし、純品の比旋光度がわからなければ光学純度を決めることはできません。

Qカチオンとアニオンとは?

最近、化学を勉強し始めました。
カチオンとアニオンが分かりません。
テキストにCN+アニオン、CN-カチオンとありますが、分からないため、それらの結合次数が求められません。
基礎かもしれませんが、どなたか教えてください。

Aベストアンサー

> カチオンとアニオンが分かりません。

 既に回答がありますが,カチオンとは (+) の電荷(正電荷)を持ったイオンの事です。日本語では「陽イオン」と言います。逆にアニオンは (-) の電荷(負電荷)を持ったイオンで「陰イオン」と言います。

 『最近、化学を勉強し始めました。』との事ですので,敢えて注意しておきますが,化学の用語で「プラスイオン」や「マイナスイオン」はありません。上記の様に「陽イオン」または「陰イオン」と言います。

> テキストにCN+アニオン、CN-カチオンとありますが、

 何か勘違いしていませんか? でなければ,教科書が間違っています。「CN+」や「CN-」の「+」や「-」は正電荷を持っている事及び負電荷を持っている事を示していますから,「CN+」はカチオンで「CN-」はアニオンです。つまり,「CN+ カチオン」と「CN- アニオン」です。

> CNとCNカチオン、CNアニオンの結合次数を求めていますが、使用しているテキストには等核二原子分子しか記載されておらず、異核二原子分子は記載されていません。今求めています。
求め方は違うのでしょうか?

 等核2原子分子でも異核2原子分子でも考え方は同じはずです。同じ様に考えれば良いと思います。

> CN,CN+,CN-の結合次数と結合の強さを考えたかったのですが・・・。

 どの結合の結合次数と結合の強さでしょうか? どういったレベルの話でしょうか? 『最近、化学を勉強し始めました。』との事から,勝手に「炭素・窒素間の結合」についての「初歩的レベルの話」と考えましたが・・・。

 そうであれば,「CN」,「CN+」,「CN-」で違いは無いと考えて良いと思います。それぞれの構造を考えてみれば解るかと思いますので,以下構造について説明しておきます。

 まず,炭素及び窒素原子の電子配置は,炭素:1s(↑↓), sp(↑), sp(↑), py(↑), pz(↑),窒素:1s(↑↓), sp(↑↓), sp(↑), py(↑), pz(↑) となっています。

 ここで,両原子の 1s 軌道の電子は結合には関与しませんので考えなくても良いです。で,両原子の電子1個を有する sp 軌道を使って C-N のσ結合が出来ます。さらに,両原子の py 軌道同士,pz 軌道同士の重なりによってπ結合2つが生じます。結果,CN 間は3重結合になります。

 残った軌道と電子をみると,炭素原子には電子1個の sp 軌道が,窒素原子には電子2個(孤立電子対)の sp 軌道がそれぞれ残っています。炭素の sp 軌道は窒素原子とは反対側,窒素の sp 軌道は炭素原子とは反対側,をそれぞれ向いていますので,結合に関与することはできません。したがって,その電子状態を書くと ・C:::N: となります。これが「CN」と書かれている構造です。ですので,より正確に書けば,炭素上の不対電子も示した「・CN」となります。

 この不対電子が存在する炭素の sp 軌道の電子を取り除いてやれば電子(負電荷)が1個減りますから -(-1) = +1 で「+」になります。これが「CN+」ですが,「+」電荷は炭素原子上にありますので「+CN」と書く方が正確です。

 さて,先の不対電子が存在する炭素の sp 軌道は電子を1個受け入れる事が可能です。ここに電子を受け入れた場合 +(-1) = -1 で「-」になります。これが「CN-」です。「-」電荷は炭素上にありますので「-CN」と書く方がより正確なのは先の「+CN」の場合と同じです。

 如何でしょうか。こうみれば「CN」も「CN+」も「CN-」もCN間の結合に関しては同じですね。勿論,炭素の sp 軌道上の電子の数はCN間の結合に影響が無いわけではありませんが,それを議論するのであれば『最近、化学を勉強し始めました』というレベルではないと思いますので・・・。

> カチオンとアニオンが分かりません。

 既に回答がありますが,カチオンとは (+) の電荷(正電荷)を持ったイオンの事です。日本語では「陽イオン」と言います。逆にアニオンは (-) の電荷(負電荷)を持ったイオンで「陰イオン」と言います。

 『最近、化学を勉強し始めました。』との事ですので,敢えて注意しておきますが,化学の用語で「プラスイオン」や「マイナスイオン」はありません。上記の様に「陽イオン」または「陰イオン」と言います。

> テキストにCN+アニオン、CN-カチオンとあります...続きを読む

Q酸化還元反応の価数

酸化還元反応の計算は基本的に酸・塩基反応と同じ要領でいいと思いますが、その時に使う酸化還元反応における価数はどのように決まるのでしょうか?
先生には【(-)はマイナスイオンで(+)はプラスイオンと書くことにします】

MnO4(-)+8H(+)+5e(-)→Mn(2+)+4H2O

であれば過酸化マンガンの価数は5価と言っていました。同じように他の式でも説明していたのですが、どうやら電子の数に等しいように思えます。
ですが、先生の板書を写し間違えたのか一つおかしなところが出てきました。

CrO4(-)+8H(+)+3e(-)→Cr(3+)+4H2O

のクロム酸(正確にはクロム酸カリウムでしたが)の価数を6と書いていた(はず...)んです。写し間違えならそれまでですが、もしこれが正しいとすれば単純に「電子の数=価数」とはいきませんよね。半反応式だけを見て説明していたので多分半反応式から分かると思うのですが。理解していないくせに自分が何を言っても始まらないので、アドバイスよろしくお願いします!

Aベストアンサー

そういう意味の「価数」でしたら、最初にお考えになられていたとおり、電子の数に等しいです。
一個の酸化剤または還元剤分子あたり、やり取りされる電子の数と考えればよろしいですね。

ヨウ化物イオンが酸化されるような場合(あまり出てこないとは思うけど)は注意してくださいね。
2I- → I2 + 2e-
は、ヨウ化物イオンから見れば1価ですから。

>(酸化剤のモル濃度×体積×【酸化剤の価数】)=(還元剤のモル濃度×体積×【還元剤の価数】)
は、つまり何が等しいかというと、(還元剤から放出された電子の総物質量)=(酸化剤が受け取る電子の総物質量)です。
これを基に考えれば、先の説明も納得できるかと思います。

ちなみに、CrO4(2-)のCrの酸化数は+6、酸化剤としての価数は3ですね。おそらく写し間違えたのでしょう。

QW/V%とは?

オキシドールの成分に 過酸化水素(H2O2)2.5~3.5W/V%含有と記載されています。W/V%の意味が分かりません。W%なら重量パーセント、V%なら体積パーセントだと思いますがW/V%はどのような割合を示すのでしょうか。どなたか教えていただけないでしょうか。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

w/v%とは、weight/volume%のことで、2.5~3.5w/v%とは、100ml中に2.5~3.5gの過酸化水素が含有されているということです。
つまり、全溶液100ml中に何gの薬液が溶けているか?
ということです。
w/v%のwはg(グラム)でvは100mlです。

Q科学の酸化還元反応の質問です。

次のイオン反応式は、(1)ニクロム酸カリウム(酸化剤)と(2)硫酸鉄(II)(還元剤)の水溶液におけるものである。

Cr2O7^2- 14H^+ +6e^- →2Cr^3+ +7H2O ・・・(1)
Fe^2+ →Fe3+ +e^- ・・・(2)

i ニクロム酸カリウムと硫酸鉄(II)の反応を表すイオン反応式を書け。
ii 硫酸酸性水溶液中で二クロム酸カリウムと硫酸鉄(II)の反応が行われた場合の化学反応式を書け。

iの場合、電子の数を合わせて(1)と(2)を足して終わりですが、
iiの場合はなぜ2K^+と13SO4^2-
を足すのでしょうか。

問題文の意味がよくわかりません・・・。違いはなんなのでしょうか。

解答お願いいたします。

Aベストアンサー

何度か同種の質問に答えていますが、根本を理解する必要があります。

イオンの部分は良いわけですね?
そうすると、
Cr2O7^2- + 14H^+ +6Fe^2+ → 2Cr^3+ + 6Fe^3+ + 7H2O
までは良いですよね。
ここまでは、イオン式ですが、実際にこの反応を行う場合には、イオンで加えているわけではありません。
それぞれ、存在する試薬でやっているわけです。
イオンは単純化するために、実際に起きている、イオン反応の部分だけ書いているわけです。
従って、ニクロム酸イオンなら、実際に使っている試薬、この場合は、ニクロム酸カリウムにするために2K+を加えるわけです。
そうすると、
K2Cr2O7 + + 14H^+  +6Fe^2+ → 2Cr^3+ + 6Fe^3+ + 2K+ + 7H2O
と成りますよね。
硫酸酸性ですから、14H+に見合う7SO4^2-と硫酸鉄(II)の6Fe^2+に見合う6SO4^2-の合計13SO4^2-を両辺に加え、右辺は2Cr^3+ の対イオン3SO4^2-が、また、6Fe^3+の対イオンとして9SO4^2-が、2K+の対イオンとして1個のSO4^2-が必要で、合計13SO4^2-とつりあいます。
つまり、
K2Cr2O7 + 7H2SO4 + 6FeSO4 → Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
となり完成です。
理解できましたでしょうか。
今回は省略しましたが、他の質問で書いたイオン式のあわせ方、今回の陰イオンのあわせ方も、暗記するのではなく、理解することが大事です。  
>電子の数を合わせて(1)と(2)を足して終わりですが
というような考え方ではなく、前回までのイオンのあわせ方を知っていれば、
この質問の(1)式も暗記する必要がなく導けるわけです(当然、この質問もらくらくわかることになります。

何度か同種の質問に答えていますが、根本を理解する必要があります。

イオンの部分は良いわけですね?
そうすると、
Cr2O7^2- + 14H^+ +6Fe^2+ → 2Cr^3+ + 6Fe^3+ + 7H2O
までは良いですよね。
ここまでは、イオン式ですが、実際にこの反応を行う場合には、イオンで加えているわけではありません。
それぞれ、存在する試薬でやっているわけです。
イオンは単純化するために、実際に起きている、イオン反応の部分だけ書いているわけです。
従って、ニクロム酸イオンなら、実際に使っている試薬、この場合は...続きを読む


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