以前にCL+イオンの説明があったのですが、水道水とかに含まれる残留塩素が電離してCL+とcl-に分かれて、CL+の酸化力で殺菌とか反応に使われるときいています。でも、そのメカニズムが納得できなのですが。なぜ共有結合をきって、イオン状態になるかです。よろしかったら教えてください。

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A 回答 (2件)

次亜塩素酸ナトリウムを加えるのが一般的なのではと思います.


(液化塩素というのもあるみたいですが)

残留塩素の殺菌力は,
 次亜塩素酸HClO>次亜塩素酸イオンClO-
 (次亜塩素酸の方が80倍大きい)
なので,
 HClO⇔H+ + OCl-
の平衡関係が左の方に行くようにpHなどをコントロールすると効率が高くなる,ということだと思います.
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塩素ガスCl2を水に加えるとすぐに反応して塩化水素と次亜塩素酸になります。


Cl2 + H2O → HCl + HClO

このとき、Cl2とH2OをCl+、Cl-、H+、OH-にアタマの中でバラバラにして組替えてやるとHClとHClOになることがわかると思いますが、実際にはCl+イオンが中間体として存在するかどうかは?ですね。おそらくこの反応の場合、Cl+イオンは考える人のアタマの中だけで存在しているんじゃないでしょうか?

殺菌作用はCl+イオンにあるのではなく、ClO-イオン(あるいはHClO)にあるのではないでしょうか?

浄水処理に関しては良く知りませんが、実際には塩素を入れるといってもCl2を入れるのではなく、次亜塩素酸ナトリウム(NaClO)を入れるんじゃないですかね?
Cl2を入れて、NaOHで中和したとしてもNaClが残って水が多少なりとも塩辛くなるのでは?と思います。 プールでは次亜塩素酸ナトリウムのタブレットをいれていますよね。
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残留塩素の測定について教えて下さい。
受水槽の清掃を良くするので残留塩素も良く測定しています。
残留塩素測定器に試薬だけを入れ色を見ています。
ところがビル管の試験問題にて
【DPD法の発色には、残留塩素と反応するDPD試薬とpHを中性に保つリン酸塩が必要である。】(H26問109抜粋)
と記載が有りました。
リン酸塩は使用した事が有りませんしリン酸塩を使用する事も聞いたことが有りません。
普通はリン酸塩も使用して測定するものなのでしょうか?
使用する場合はリン酸塩はどのタイミングで使用するのでしょうか?
もしかして、一般的なDPD試薬には既にリン酸塩が含まれているのでしょうか?
教えて下さい。

Aベストアンサー

>普通はリン酸塩も使用して測定するものなのでしょうか?
DPD試薬による反応について理解をしていれば、6.5pHリン酸塩試薬を使うことはありません。

>使用する場合はリン酸塩はどのタイミングで使用するのでしょうか?
初めから試薬に混合して投入する。

試薬メーカーによっては遊離残留塩素だけでなく結合塩素にまで反応する試薬がある。
たしか酸性側に偏るはず。(細かいプロセスは省略するが、試料水が酸性になると結合塩素の反応が強くなる)
それを中性に保ち結合塩素との反応を遅らせることを目的として使用するのです。

試料水に結合塩素が含まれる場合、色が徐々に濃くなります。
そのため遊離残留塩素のみを測定する場合は速やかに値を読み取る必要がある。
もたもたしていると結合塩素により色が濃くなる。
結合塩素にまで反応してしまう試薬を使用している場合、
試薬が多少溶け残っても計測には影響しないので5~30秒以内に計測をすることで遊離残留塩素の濃度を計測可能。
比色で読み取る場合はこれでよい。
透過光を使って色を読み取る簡易測定器を使う場合は、試料水とDPD試薬を混合した時に資料水中の小さな気泡が測定誤差になるので
混合する際に気泡を発生させないようにする注意が必要。

・・・
このように理解していれば、遊離残留塩素だけの計測と結合塩素を含んだ全塩素の測定を簡易的ではあるが一度に行える。

要はもたもたせず、さっさと測れと言うこと。

・・・余談・・・
残留塩素に関わる水質事故を起こしたことのある浄水場や水道事業体では遊離残留塩素にのみ反応する残留塩素計を導入していますが、
多くの浄水場や水道事業体では結合塩素も補足する残留塩素計が使われています。

>普通はリン酸塩も使用して測定するものなのでしょうか?
DPD試薬による反応について理解をしていれば、6.5pHリン酸塩試薬を使うことはありません。

>使用する場合はリン酸塩はどのタイミングで使用するのでしょうか?
初めから試薬に混合して投入する。

試薬メーカーによっては遊離残留塩素だけでなく結合塩素にまで反応する試薬がある。
たしか酸性側に偏るはず。(細かいプロセスは省略するが、試料水が酸性になると結合塩素の反応が強くなる)
それを中性に保ち結合塩素との反応を遅らせることを目的とし...続きを読む

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Aベストアンサー

これ
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/5896465.html
やこれ
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/4948580.html
やこれ
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A1%A9%E7%B4%A0%E9%85%B8
をご覧下さい。

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共存というより,AgI なり AgBr の結晶を作っていないとおこりません.
そもそも,AgI や AgBr,AgCl の水に対する溶解度は大変に低いので,水溶液状態でこれらが単独のイオンとして存在するという状況は現実的にほとんど意味がありません.
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> このような反応はAg+とI-イオン(またはBr-Cl-)が共存する時にのみおこるのですか?例えば他のカチオンイオンがI-とかと共存してたら起こらないのですか?

共存というより,AgI なり AgBr の結晶を作っていないとおこりません.
そもそも,AgI や AgBr,AgCl の水に対する溶解度は大変に低いので,水溶液状態でこれらが単独のイオンとして存在するという状況は現実的にほとんど意味がありません.
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Na2SO4+BaCl2→BaSO4(白)↓+2Na(+)+2Cl(-)
となると言っていいのでしょうか?

Aベストアンサー

考え方は合っていますが、反応式は以下のように表現されます。

KI+AgNO3→AgI+KNO3

Na2SO3+BaCl2→BaSO4+2NaCl

なお、BaCl2は塩化アンモニウムではありません。

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イオン濃度の求め方がわかりません。

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解説と回答お願いします。

Aベストアンサー

0.1 mol/L硝酸ではなく、0.1 mol/L硫酸として答える。

H2SO4 → H+ + HSO4- (完全解離)
HSO4- ⇌ H+ + SO4--  (Ka = 1.2×10^-2)
Ka = [H+][SO4--] / [HSO4-]

物質均衡より、硫酸の全濃度をCaとして、
Ca = [H2SO4] + [HSO4-] + [SO4--]
一段目は完全電離なので、[H2SO4] = 0
Ca = [HSO4-] + [SO4--] …(1)

電荷均衡より、
[H+] = [HSO4-] + 2[SO4--] + [OH-]
0.1 mol/L硫酸では、明らかに[H+]>>[OH-]なので、
[H+] = [HSO4-] + 2[SO4--] …(2)

(2)-(1)より、[SO4--] = [H+]-Ca
2×(1)-(2) より、[HSO4-] = 2Ca-[H+]

これらを Ka = [H+][SO4--] / [HSO4-] に代入して、
Ka = [H+]([H+]-Ca) / (2Ca-[H+])
整理して、
Ka(2Ca-[H+]) = [H+]([H+]-Ca)
[H+]^2 + (Ka-Ca)[H+]-2KaCa = 0
解の公式より、
[H+] ={(Ca-Ka)±√((Ca-Ka)^2 + 8KaCa))}/2

Ca = 0.1, Ka = 0.012を代入して、
[H+] = 0.110 mol/L
[OH-] = Kw/ [H+] = 9.1×10^-14 mol/L
[HSO4-] = 2Ca-[H+] = 0.090 mol/L
[SO4--] = [H+]-Ca = 0.010 mol/L

0.1 mol/L硝酸ではなく、0.1 mol/L硫酸として答える。

H2SO4 → H+ + HSO4- (完全解離)
HSO4- ⇌ H+ + SO4--  (Ka = 1.2×10^-2)
Ka = [H+][SO4--] / [HSO4-]

物質均衡より、硫酸の全濃度をCaとして、
Ca = [H2SO4] + [HSO4-] + [SO4--]
一段目は完全電離なので、[H2SO4] = 0
Ca = [HSO4-] + [SO4--] …(1)

電荷均衡より、
[H+] = [HSO4-] + 2[SO4--] + [OH-]
0.1 mol/L硫酸では、明らかに[H+]>>[OH-]なので、
[H+] = [HSO4-] + 2[SO4--] …(2)

(2)-(1)より、[SO4--] = [H+]-Ca
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