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イオン交換水1cm^3、硝酸2滴、塩化バリウム2滴を入れた試験管にCl^- CO3^2- PO4^3- SO4^2- の各試料溶液を順次加えてろ過しそのろ液に窒素ガスを通気したとき起こる(1)化学反応式と(2)窒素ガス通気後にアンモニア緩衝液5滴を加えた時起こる沈殿の化学反応式 を教えて下さい。お願いします。

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A 回答 (2件)

実験の趣旨、すなわち、検出したい「陰イオン」について説明して下さい。


また、No.1のご回答にもありますカウンターカチオンについても補足して下さい。
すなわち、Cl^- CO3^2- PO4^3- SO4^2- をどのような形で、例えばHClとかNaClとかCaCl2とか、どのような化合物を加えたか説明して下さい。Cl^-等のイオンのみを加えることは出来ませんので、そのペアになっている陽イオン(カウンターカチオン)を書いて下さい。

それと、「順次加えて」の意味がよくわからないのですが、1つのBaCl2溶液に、Cl^- CO3^2- PO4^3- SO4^2- のすべてを加えるという意味でしょうか、それともBaCl2溶液を4本用意して、それにCl^- CO3^2- PO4^3- SO4^2- のいずれか1つを加えるという意味でしょうか。普通に読めば前者のように読めると思いますが、それでよろしいのでしょうか?
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ご自分のお考えはありませんか?


(1-1)Baイオンと硫酸イオンが反応して硫酸バリウム(水に殆ど溶けない)の沈殿が生成する。それでもBaイオンが残っていて炭酸ナトリウムを加えたとすれば、炭酸バリウムの沈殿だ生成する可能性ある。
(1-2)溶液が酸性を維持していれば、炭酸イオンは水素イオンによって炭酸ガスになり窒素ガスを通気によって大気中に放散される。
これらの反応式はご自分でお考え下さい。
(2)アンモニア緩衝液のpHは10であり、硝酸が中和され液がpH10になったとすれば (1-1)でBaイオンが全て沈殿せず残っていれば、水酸化バリウムかも?
質問にある成分で沈殿するものはイオン交換水が純水ならBa以外にはない。Cl^- CO3^2- PO4^3- SO4^2- のカウンターカチオンやそれらの濃度が分からないので何が沈殿するか回答不能。硝酸が濃硝酸、SO4^2-が濃硫酸ならアンモニア緩衝液でアルカリ性になるかも疑問です。

この回答への補足

濃度はそれぞれ硝酸6M、塩化バリウム1M、4つの各試料溶液はすべて0.2Mでイオン交換水は純水です。

補足日時:2005/12/06 11:36
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Fe(II)イオンのo‐フェナントロリンキレート錯体の吸光度を測定し、横軸にFe(II)イオンの濃度、縦軸に吸光度をとって検量線を作成するという実験をおこないました。

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吸収極大波長以外の波長を用いると、何か不都合でも生じるのでしょうか?

お分かりの方がいらっしゃいましたら、ぜひ教えて下さい。

よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

まず、吸収極大波長を用いると感度が良くなります。よって、より低い濃度でも測定できます。
また、ノイズの影響を小さくする(SN比を大きくする)ことが出来ます。
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しかし、最大の原因は基本的に吸収極大波長で取るのが普通だからです。他で取ると、過去の知見を生かすことが出来ません。

Q塩が沈殿するかしないか?

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Aベストアンサー

はじめまして,mitokonguratanさん!

硫酸塩の水に対する溶解性は,私が高校3年生のときに,自由課題でいろいろと調べたことがありました.
ただし,溶解反応の解析というのは,通常の反応の解析に比べてはるかに難しいので,あくまで一般論のみを紹介します.なお,Na2SO4の場合は,Na+とSO42-のイオン価数が違うため,比較しにくいので省略させてください.


塩の溶解性を判断するパラメーターとして,溶解熱というものがあります.そして,この溶解熱を細かく分類すると,

 (1) 結晶の格子エネルギー:ΔHとします
 (2) 溶媒和エネルギー(水和エネルギー):ΔQとします

の2種類があります.つまり,(1)は結晶を切り離すのに必要なエネルギーで,(2)は水和によって得られる安定化エネルギーです.ということは,ΔH≪ΔQならば,結晶は溶解しやすく,ΔH>ΔQであれば,結晶は溶解しにくいと予想できますよね.
ところが,イオンの価数が高いほど,あるいはイオン半径が小さいほど,格子エネルギーも水和エネルギーもともに大きくなるので,ΔHとΔQのどちらが大きくなるのかが予想しにくくなります.硫酸塩は,まさにその典型です.では,以下ではそれらを定量的に考察しましょう!

-----------------------------------------------------------------------
格子エネルギーΔHはイオン間の距離に反比例ことが知られています.つまり,

 (3)  ΔH ∝ 1/{r(+) + r(-)}

と書けます.ここで,r(+)は陽イオンのイオン半径,r(-)は陰イオンの半径です.

一方,水和エネルギーΔQは,それぞれのイオン半径の逆数の和に比例することが知られています.つまり,

 (4)  ΔQ ∝ 1/r(+) + 1/r(-)

となります.

もし,一方のイオン半径が小さければ,水和エネルギーは大きくなります.しかし,格子エネルギーのほうでは,小さいほうの値があまり影響を与えず,格子エネルギーはそれほど大きくなりません.
例えば,陽イオン半径が1.0Å,陰イオン半径が0.1Åだったとすると,ΔH : ΔQ = 0.9 : 11と,明らかに水和エネルギーの寄与が大きくなりますね.
したがって,イオン半径比が大きいほど(両方のイオン半径の差が大きいほど),水和エネルギーの寄与が大きくなって,溶解しやすくなります.

一方,イオン半径が共に小さいと,格子エネルギーも水和エネルギーも大きくなって,溶解熱はそれほど変化しません.例えば,陽イオン,陰イオン半径が共に1.0Åだったとすると,ΔH : ΔQ = 0.5 : 2 と,格子エネルギーの寄与も大きくなってきます.
したがって,イオン半径が同じくらいだと,格子エネルギーの寄与も大きくなり,溶解しにくくなるという傾向がうかがえます.


以上の理論をもとにして,硫酸塩の溶解性を考えてみましょう.ここで,各イオン半径のだいたいを下に示します(単位はÅ).

   SO42- : 2.0
   Cu2+ : 0.71
   Ba2+ : 1.36
   Pb2+ : 1.43

このことから,硫酸イオンと半径が近いPbやBaとの硫酸塩は溶解しにくく,半径に差が見られるCuは溶解しやすいという相対論が成り立ちます.

------------------------------------------------------
もう1つ余談を.おなじアルカリ土類金属で比較すると,

   Be2+ : 0.27
   Mg2+ : 0.72
   Ca2+ : 1.00
   Sr2+ : 1.16
   Ba2+ : 1.36

となり,BeSO4とMgSO4は水溶性,CaSO4は微溶性,SrSO4とBaSO4は難溶性であると説明できます.(高校では,そう教わったと思いますよ)


とまあ,難しいものですが,「決め手は両者の半径比」というのが一般論のようです.

はじめまして,mitokonguratanさん!

硫酸塩の水に対する溶解性は,私が高校3年生のときに,自由課題でいろいろと調べたことがありました.
ただし,溶解反応の解析というのは,通常の反応の解析に比べてはるかに難しいので,あくまで一般論のみを紹介します.なお,Na2SO4の場合は,Na+とSO42-のイオン価数が違うため,比較しにくいので省略させてください.


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Q水に溶けている酸素を追い出す:窒素利用

一浪生・偏差値60強です。

「水に溶け込んでいる酸素ガスを室温で追い出す」
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分圧、のお話ですね。

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こんにちは、、

これ、
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メチルオレンジの合成において、
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        (P-ジアゾベンゼンスルフォン酸かな?),水酸化ナトリウム

を用いたのですが、ジアゾ化の炭酸ナトリウムとカップリングの氷酢酸の役割がどうしても分からないので教えて下さい。
できれば、ジアゾ化とカップリングの反応式が有ると分かり易くて有りがたいです。
お願い致します。

Aベストアンサー

 
ANo.#1 で補足要求した rei00 です。

【ジアゾ化の炭酸ナトリウム】
 ume_pyon さんの回答にある様に,「水に溶けにくいスルファニル酸の-SO3Hを-SO3Naにして、水に可溶にするため」です。
 「The Merck Index Tenth Edition」によると,スルファニル酸は難溶で,40 ℃でも 1.94 w/w% しか水に溶けません。また,他の有機溶媒でも適当なものがありません。

【カップリングの氷酢酸】
 この場合もジアゾ化の生成物(p-ジアゾベンゼンスルフォン酸)が冷水には難溶で,温水や塩基,酸には溶けます(上記の「The Merck Index Tenth Edition」より)。しかし,水が共存するとフェノ-ルの副生が伴います。したがって,非水溶性の酸である酢酸を溶媒として使用しているのでしょう。


> 一度-SO3Hから-SO3Naになって、また-SO3Hに戻ったのでしょうか???

 その通りです。最初炭酸ナトリウムで溶解した時点では,ナトリウム塩になっています。反応に際して塩酸を加えますね。この時点で反応液は酸性になり,ナトリウム塩が酸型になります。

 

 
ANo.#1 で補足要求した rei00 です。

【ジアゾ化の炭酸ナトリウム】
 ume_pyon さんの回答にある様に,「水に溶けにくいスルファニル酸の-SO3Hを-SO3Naにして、水に可溶にするため」です。
 「The Merck Index Tenth Edition」によると,スルファニル酸は難溶で,40 ℃でも 1.94 w/w% しか水に溶けません。また,他の有機溶媒でも適当なものがありません。

【カップリングの氷酢酸】
 この場合もジアゾ化の生成物(p-ジアゾベンゼンスルフォン酸)が冷水には難溶で,温水や塩基,酸には溶けます...続きを読む

Q検量線の計算方法について

こんにちは。
現在HPLCを扱っております。検量線を使っているのですが
計算方法がよく理解できておりません。
【化粧品100g中に有効成分Aは何g含まれているか】を求めるものです。
まず、
標準品 0g、0.1g、0.3g、0.5g を精密に量り、全て精製水で正確に
100mlとします。この各液から、さらに1mlを精密に量りとり、精製水を
加えて正確に100mlとします。

試料は 1mlを精密に量り、精製水を加えて正確に100mlとしました。

ピークのAREAですが【標準品】
0.1g→ 574221
0.3g→ 1671182
0.5g→ 2717212
【試料AREA】は1738876 です。
Excelで検量線の計算式を出したところ下記のような式になりました。
y=5E+06x + 46962  R2 =0.9998

この場合、100g中に何g含まれているかを求めるには
どうしたらいいのでしょうか?
私なりに計算して四捨五入で0.3gとなったのですが
あっているでしょうか?

長くなってしまいましたが、教えてください!

こんにちは。
現在HPLCを扱っております。検量線を使っているのですが
計算方法がよく理解できておりません。
【化粧品100g中に有効成分Aは何g含まれているか】を求めるものです。
まず、
標準品 0g、0.1g、0.3g、0.5g を精密に量り、全て精製水で正確に
100mlとします。この各液から、さらに1mlを精密に量りとり、精製水を
加えて正確に100mlとします。

試料は 1mlを精密に量り、精製水を加えて正確に100mlとしました。

ピークのAREAですが【標準品】
0.1g→ 574221
0.3g→ 1671182
0.5g→ 27...続きを読む

Aベストアンサー

ちょっと整理するために長くなりますが、順番に書きますね。

1.まず検量線に用いた標準溶液の濃度をきちんと計算しましょう。
○標品 0g、0.1g、0.3g、0.5g
 →mgに換算すると0mg, 100mg, 300mg 500mg
○全て精製水で正確に100mlとする
 →濃度は0mg/ml, 1mg/ml, 3mg/ml, 5mg/ml
○1mlを量りとり精製水を加え100mlとする(100倍希釈)
 →濃度は0mg/ml, 0.01mg/ml, 0.03mg/ml, 0.05mg/ml
 →μgに換算すると0μg/ml, 10μg/ml, 30μg/ml, 50μg/ml

2.計算した濃度(μg/ml)を横軸xに、HPLCで得られた面積の値を縦軸yにしてグラフを描きます(エクセルならば散布図ですね)。
この時、0μg/mlの試料を分析したときの値も使いましょう(ピークが出ないのならば、面積は0とする)。

3.近似式を追加して検量線の式を計算させると、
   y = 54291x + 19103  R2 = 0.9997
となります。

4.これで検量線ができたので、未知試料を分析したときのピーク面積1738876をyの部分に代入して計算します。

5.xの値として31.6769...(μg/ml)と出てきます。

6.この値はあくまでも"分析した試料"の濃度です。目的としている化粧品1mlを100mlに希釈したものがこの濃度であることから、化粧品中の濃度は100倍して約3158(μg/ml)となります。mgやgに換算しなおすと、それぞれ3.2mg/ml、0.0032g/mlとなります。

7.もし【化粧品"100ml"中に有効成分Aは何g含まれているか】ということならば、単純に濃度に100mlをかけて、0.32gとなります。
ここで注意が必要なのは、【化粧品"100g"中に有効成分Aは何g含まれているか】となっていることです。厳密には100mlと100gは同じ量を表していません。化粧品100mlの密度(g/ml)が分かればこの値を0.32にかければ【化粧品"100g"中に有効成分Aの量】が出せます。密度が不明なときは、例えば100mlを正確に量り取ってから、その質量を精密天秤で測ってください。質量÷体積で密度が計算できます。

ちょっと整理するために長くなりますが、順番に書きますね。

1.まず検量線に用いた標準溶液の濃度をきちんと計算しましょう。
○標品 0g、0.1g、0.3g、0.5g
 →mgに換算すると0mg, 100mg, 300mg 500mg
○全て精製水で正確に100mlとする
 →濃度は0mg/ml, 1mg/ml, 3mg/ml, 5mg/ml
○1mlを量りとり精製水を加え100mlとする(100倍希釈)
 →濃度は0mg/ml, 0.01mg/ml, 0.03mg/ml, 0.05mg/ml
 →μgに換算すると0μg/ml, 10μg/ml, 30μg/ml, 50μg/ml

2.計算した濃度(μg/ml)を横軸xに、HPLCで得られた面...続きを読む

Q銅イオンにアンモニア水を加えた場合

先日、高校のテキストを読み返していたら銅イオンの反応ところの補足事項に目が留まりました。
銅イオンを含む水溶液に塩基を加えると
Cu^2 + 2OH^→ Cu(OH)2
となることは理解しているのですが、この塩基がアンモニア水である場合では反応が違うと補足されているのです。
何がどう違うのかどうしてもわかりません。
どなたか教えていただきませんか?? 

Aベストアンサー

 その違いというのは、小量のアンモニア水と過剰量のアンモニア水
を加えた際の違いだと思います。

銅イオンは水中で[Cu(H_2O)4]~2+ の水和イオンで青色をしており、
そこに少量のアンモニアや水酸化ナトリウムを加えると水酸化銅(II)
を生成します。 Cu^2+ + 2OH^- → Cu(OH)_2
ちなみにアンモニアは水溶液中で
      NH_3 + H_2O⇔NH^4+ + OH^-
の平衡状態で存在しています。だから上のように反応します。
 
しかし、過剰量では 
Cu(OH)_2+4NH_3→[Cu(NH_3)_4]_2++2OH^-
のように反応してしまい、水酸化銅(II)の沈殿がとけてしまい、テトラアンミン銅(II)イオンの深青色溶液になってしまうことから、その教科書には反応が違うとして記されているのだと思います。
わかりにくい説明で申し訳ありません。 
    

Q【無機化学】難溶性の塩の見分け方

よろしくお願いします。
河合塾の模試で、次の化合物で良く溶けるものはどれか?

AgCl CaCO3 PbSO4 BaSO4
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という設問がありました。

解答はKNO3、解説は硝酸塩だから。

この解説では全くわかりません。
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ご教授よろしくお願いします。

Aベストアンサー

硝酸塩はすべて可溶。
硫酸塩、炭酸塩はBa,Ca,Pb以外可溶。
ハロゲン化物は銀塩以外は可溶。PbCl2は水には融けにくいが、熱湯には可溶。
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まあ、こんな調子で『基本+例外』というパターンで整理して覚えればさほど難しくありません。

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こんばんは。

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ここで質問ですが、光路差をλで割った値の物理的な意味と、(光路差/λ)に2πをかけたら位相差になる理由がわからないので教えていただきたいです。

光路差/λで波の数を示しているのかとは考えてみたのですが、それに2πradをかけると...と考えていると混乱してきました。

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お願いいたします。

Aベストアンサー

波の式は習いませんでしたか?
波長をλ、周期をTとしてこういう式です。

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Aベストアンサー

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