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【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?

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A 回答 (8件)

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。
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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.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?)
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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

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。
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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

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 …
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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

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。
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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

ANo,2の訂正です。


半反応式は
(COOH)2→2CO2+2H^++2e^-
です。
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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

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。
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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。
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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

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Q(1)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書く

(1)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書く

(2)過酸化水素と過マンガン酸カリウムの反応式を書く

(3)シュウ酸ナトリウムと過マンガン酸カリウムおよび、過酸化水素と過マンガン酸カリウムの反応を、電子の授受が明らかになるように、酸化反応と還元反応の2つの反応に分けて示せ

教科書を見てもわかりません↓
どなた教えていただけませんか?

Aベストアンサー

(1)では酸化剤:過マンガン酸カリウム(還元反応)、
還元剤:シュウ酸ナトリウム(酸化反応)になります。

行うべき行程は下記のとおりです。

(1)酸化還元反応が行われる物質間の酸化数を算出し、
参加する物質と還元する物質を明白にする。
※ポイント;酸化数が上昇⇒酸化、下降⇒還元です。
酸化数は化学の教科書に出てくるでしょう。

C2O4^2- ⇒ CO2
2x+(-2)×4=-2 x+(-2)×2=0
x=+3 x=+4
酸化数が上昇するので酸化反応になります。

MnO4^- ⇒ Mn^2+
x+(-2)×4=-1 x=+2
x=+7
酸化数が減少するので還元反応になります。

(2)酸化還元される元素に着目し、その元素の数を合わせます。
C2O4^2- ⇒  <2>CO2
MnO4^- ⇒ Mn^2+ ※加算なし

この場合CO2の炭素元素に着目し、左辺の炭素数2に合わせます。

(3)それぞれの反応式にH2O、OH^-を加え、両辺の酸素元素数を合わせます。
C2O4^2- ⇒  2CO2 ※加算なし
MnO4^- ⇒ Mn^2+ + <2H2O>

(4)H^+を加えて、両辺のH元素数を合わせます。
C2O4^2- ⇒  2CO2 ※加算なし
MnO4^- + <4H^+> ⇒ Mn^2+ + 2H2O

(5)e-を加えて両辺の電化数を合わせます。この過程によりいわゆる
半反応式が完成します。
C2O4^2- ⇒  2CO2 + <2e->
MnO4^- + 4H^+ + <e-> ⇒ Mn^2+ + 2H2O


(6) (5)で完成した半反応式の電化数を合わせます。
今回の場合では還元側のシュウ酸の電子数にマンガンの電子数を合わせたほうが楽です。

C2O4^2- ⇒  2CO2 + 2e- ※変化なし【基準】
2MnO4^- + 8H^+ + 2e- ⇒ 2Mn^2+ + 4H2O ※両辺を2倍にする

(7)両方の半反応式を足して、電子が消滅したら酸化還元反応式が完成します。
C2O4^2- + 2MnO4^- + 8H^+ ⇒  2CO2 + 2Mn^2+ + 4H2O



(2)と(3)の一部もこの要領で解けると思います。
詳しくは高校化学1Bを確認してください。

(1)では酸化剤:過マンガン酸カリウム(還元反応)、
還元剤:シュウ酸ナトリウム(酸化反応)になります。

行うべき行程は下記のとおりです。

(1)酸化還元反応が行われる物質間の酸化数を算出し、
参加する物質と還元する物質を明白にする。
※ポイント;酸化数が上昇⇒酸化、下降⇒還元です。
酸化数は化学の教科書に出てくるでしょう。

C2O4^2- ⇒ CO2
2x+(-2)×4=-2 x+(-2)×2=0
x=+3 x=+4
酸化数が上昇するので酸化反応になります。

MnO4^- ⇒ Mn^2+
x+(-2)×4=-1 x=+...続きを読む

Qシュウ酸と過マンガン酸カリウムの酸化還元滴定

この操作で滴定をするとき、滴定の初めのほうでは滴下した過マンガン酸カリウムの色の戻りが遅いのはなぜなのでしょうか?
いろいろなサイトをまわったところ
「Mnイオンが触媒となり反応が速やかになる」ということはわかったのですが、いまいちピンときません。
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シュウ酸水溶液と過マンガン酸カリウム水溶液の反応について

 シュウ酸水溶液に過マンガン酸カリウム水溶液を加え温める反応について質問です。
 ここで過マンガン酸カリウム水溶液は硫酸酸性でないければならないということですが、
 
 (1)硫酸酸性とはなんですか?
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 ご指導よろしくお願いします。

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(1) 「硫酸で酸性にした」という意味です。簡単。

(2)この反応ではシュウ酸と過マンガン酸カリウムの反応量の比が大事です。酸性にするのはこの反応にH^+が必要だから。
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Q過マンガン酸カリウムの酸素相当量の求め方を教えてください

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では、この「0.2」はどのように導きだされるのでしょうか?なぜ0.3や0.1なのではなくて0.2なのでしょうか? 0.2という数字を導くための考え方を教えてもらいたいです。 ご存じの方よろしくお願いします。

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酸素1molにつき、4molの電子を受け取ります。
O2 + 4e- → 2O2-
(実際にこの反応が起こるわけではありませんが、形式的に)

過マンガン酸カリウムが受けとる電子の量は
濃度×体積×5=(5×10^-3)×(1×10^-3)×5

酸素の質量w gとして、酸素が受け取る電子の量は
{酸素の質量/分子量}×4={(w×10^-3)/32}×4

この2つを=で結んで、wの方程式を解くと、
w = 0.2

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硝酸銀添加の意味は?

大学レベルの学生実験でのことなのですが、お願いしたいです。
Al、Mn混合試料を水酸化ナトリウムで加熱溶解させてそこに濃硫酸を加え
さらに過硫酸アンモニウム溶液および硝酸銀溶液を加え
Mn2+をMnO4-にした上で吸光光度法によってMn含量を測定しました。
このときにMn2+をMnO4-にするため過硫酸アンモニウムを加えたのだとは思うのですが
その後で加えた硝酸銀の意図が恥ずかしながらわからないのです。
どのような意図で加えたのか、溶液中の何と反応させたのか教唆いただければ幸いです。

Aベストアンサー

酸化の触媒です。
Ag+が過硫酸塩で過酸化銀Ag2O2まで酸化され、Ag2O2がMn2+をMnO4-まで酸化し、Ag+に戻るというサイクルを繰り返すようです。
定性分析の教科書等に載っていると思います。

Q過マンガン酸カリウムを用いた酸化還元滴定について

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。

Aベストアンサー

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。

Qファクターの求め方

こんにちは。
分析化学についての質問です。
お詳しい方、どうかご協力お願いいたします。

例えば、中和滴定で、
0.1Nシュウ酸標準液10ml で 0.1N水酸化ナトリウムを滴定すると10.2ml 
要したとすると、水酸化ナトリウムの規定度は

酸のN×酸の体積=塩基のN×塩基の体積 から
塩基のN≒0.098

そこから 0.1N水酸化ナトリウム溶液のファクターを求めるときに

f=滴定で求めたNaOH溶液のN(0.098) ÷ 0.1

となるのは何故でしょうか?
根本的なところを理解できていないような気もします。
申し訳ございません。
どうかよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

>根本的なところ

そういえば言えますが、ファクターとは早い話「理想の値」と「現実の値」との「比」なので、このまま覚えて下さい。
別の言葉で言えば、「現実の値」÷「理想の値」がファクターの定義です。

QCODの逆滴定

CODを測定する試料水に硝酸銀水溶液と硫酸を加えます。存在する有機物を酸化する為に必要量より過剰の過マンガン酸カリウムを加え,加熱。そこに過剰量を還元させるために必要な量より過剰のシュウ酸ナトリウムを加え,この過剰量を過マンガン酸カリウムで逆滴定します。これが普通なんですが,この操作を簡略化し最初の過マンガン酸カリウムの過剰量をいきなりシュウ酸ナトリウムで滴定するといけないようなのですがなぜなんでしょうか?

考えられること
【その1】通常のやり方で計算すると最初に消費した過マンガン酸カリウムの量と最後に滴定した過マンガン酸カリウムの量が同じになるので計算が楽。(過マンガン酸カリウムとシュウ酸ナトリウムの規定度と加えた量が同じ場合。)
【その2】通常のやり方の方が滴定の際,色が見やすい。
【その3】省略するとpHの関係から水酸化物かなんかが沈殿する?
【その4】何らかの理由でCODがうまく測定できない。

それと,シュウ酸ナトリウムを使うのもポイントなんでしょうか?別に水酸化ナトリウムのような強塩基でも良いのでしょうか?

分かる方いましたら教えてください。よろしくお願い致します。

CODを測定する試料水に硝酸銀水溶液と硫酸を加えます。存在する有機物を酸化する為に必要量より過剰の過マンガン酸カリウムを加え,加熱。そこに過剰量を還元させるために必要な量より過剰のシュウ酸ナトリウムを加え,この過剰量を過マンガン酸カリウムで逆滴定します。これが普通なんですが,この操作を簡略化し最初の過マンガン酸カリウムの過剰量をいきなりシュウ酸ナトリウムで滴定するといけないようなのですがなぜなんでしょうか?

考えられること
【その1】通常のやり方で計算すると最初に消費し...続きを読む

Aベストアンサー

 酸化反応させると過マンガン酸の還元物質である二酸化マンガンが、かなり生成します。
 この二酸化マンガンにより、滴定に以下の不都合が生じます。
(1)二酸化マンガンと蓚酸の反応速度が遅い。
 反応が遅いと滴定Overし易いです。
 最初に100℃で過マンガン酸と反応させた余熱を利用して過剰蓚酸と反応させます。
(2)二酸化マンガンの茶褐色により終点の変色が判別できません。
 以上のため、過剰蓚酸で還元して溶液を透明にしてから、再度、過マンガン酸カリ溶液で滴定します。
 終点の変色判別は、「着色→無色」よりも「無色→着色」の方が簡単な事も、この操作方法が有利な理由の一つだと思います。

Q酸化還元滴定法のよる、過マンガンカリウムとシュウ酸ナトリウムについて

過マンガンカリウムは不安定な物質なので、シュウ酸ナトリウムから2次ファクターを求める実験をしたのですが、過マンガンカリウムの0.1Nの水溶液をビウレットに入れて滴定するとき、シュウ酸ナトリウム0.1Nの溶液を10mlを秤り取り、50%硫酸を加えるのですが、硫酸を10ml加える理由は何でしょうか?

シュウ酸ナトリウムに水素はないので脱水目的ではないと思いますが、溶液を酸性にするためでしょうか?
しかしシュウ酸ナトリウム自体がすでに酸性だと思うので、それも違う気がします。

過マンガン酸カリウムを還元させるときに発色を促進したり反応を早めたりするためとかでしょうか?

Aベストアンサー

過マンガン酸ナトリウムは強酸性でないとMn^2+にまで還元されません。
シュウ酸だけではプロトン数は不足します。
詳しくは、大坂教育大学付属天王寺高校 岡博昭先生のページ、↓をご覧下さい。
http://www.tennoji-h.oku.ed.jp/tennoji/oka/08ko-060.html
シュウ酸との反応が書いてあります。


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