溶解度の問題

CaSO4およびCaF2の溶解度積は、6.5*10^-5および3.45*10^-11である。水溶液の体積が250mlでNa2SO4を0.020molおよびNaFを0.030moi含んでいるとすると、CaCl2をゆっくり添加したとき、どちらのアニオンが最初に沈殿するか。

NaSO4は0.08mol/l、NaFは0.12mol/lから先が進まなくなってしまいました。

解答はF-と書かれていましたが、なぜそうなるのか教えて頂きたいです。

No.2 ベストアンサー 回答者： w-palace 回答日時： 2006/08/15 21:22

溶解度積の定義がわかっていないのであれば、答えを聞いてもダメですね。

難しいことではありませんので溶解度積の定義から勉強して下さい。

まあ、これでは回答になりませんのでもう少し書きますと、CaSO4およびCaF2の溶解度積は、それぞれ、[Ca2+][SO4^2-]と[Ca2+][F-]^2です。
これらの内の、[SO4^2-]は0.08mol/l、[F-]は0.12mol/lですよね？だとすれば、[F-]^2＝0.0144 (mol/l)^2ですね。
CaSO4およびCaF2の溶解度積を上記の数値で割れば、それぞれの場合に沈澱を生じるために必要な[Ca2+]の濃度が計算できるので、それを比較すれば良いことになります。

この回答へのお礼

では、Na2SO4のときの【Ca2+】＝8.125*10^-4
NaF のときの【Ca2+】＝2.0*10^-9
より小さいほうのF-が先に沈殿するということで良いのですね。

ありがとうございました。

お礼日時：2006/08/15 21:41

No.3 回答者： ht1914 回答日時： 2006/08/16 08:24

＃１です。

もう回答が出てしまったようですね。でも「どちらが先に・・・」という回答が出れば理解できたということにはなりませんので改めて勉強して下さい。そこで蛇足かもしれませんがお礼の中の文章について一言。

＞では、Na2SO4のときの【Ca2+】＝8.125*10^-4
NaF のときの【Ca2+】＝2.0*10^-9
より小さいほうのF-が先に沈殿するということで良いのですね

「Ｎａ２ＳＯ４の時の」と書いてあるのは「ＣａＳＯ４の」とするべきでしょう。同様に「ＮａＦの」と書いてあるのは「ＣａＦ２の」とするべきでしょう。わかりますか。
「何が起こっているかを理解してから計算が始まる」と＃１で書きました。沈殿する物質はＣａＳＯ４とＣａＦ２です。その限界濃度を求めるというのがこの問題です。Ｎａ２ＳＯ４，ＮａＦ，ＣａＣｌ２はその組み合わせの素材です。
何処で沈殿が生じるかを論じているのですから主語は沈殿物質です。素材物質ではないと思います。食塩水に硝酸銀水溶液を加えたと言うときどれを主語にしても同じだと考えるかもしれません。でも主語をはっきりさせるということをやっていないとこの問題のように２つの沈殿の可能性がある場合などに混乱が生じます。
些細なことかもしれませんが私はこういう事もどれくらい現象を把握しているかを表していると思っています。

No.1 回答者： ht1914 回答日時： 2006/08/15 19:33

Ｎａ２ＳＯ４とＮａＦの混合溶液でそれぞれの濃度を出しただけですね。

溶解度積を使うところまで全く行っていないですね。ｔｅｘｔの溶解度積のところは読み直しましたか。溶解度積のところを読み直して表現を考えてからこの問題に入ります。ＣａＣｌ２を加えていくと沈殿が生じるという現象のイメージは取れますか。化学でも物理でもですが計算問題を計算だけで解こうとするのは無理です。問題文の中にある場面設定、現象が理解できていないと駄目です。何が起こっているのかのイメージが取れてから計算が始まります。現象のどの部分が式のどの部分に対応している、～が知りたかったら～がいる、・・・と考えていきます。もう一度チャレンジしてみて下さい。