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Zn+ は酸性では硫化水素では沈殿しないが、アルカリ性では沈殿する。
この沈殿を硫化物と考えた時、アルカリ性で沈殿する理由は??

この理由がよくわかりません…。
誰か教えてください!!

A 回答 (3件)

すいません、大学生の方でしたか・・・。


それではズバリ答えの方にいきます(笑)

まずZn2+(亜鉛イオン)と硫化水素(H2S)の反応ですが中性・アルカリ性でZnSの白色沈殿を生じます。
これが沈殿する硫化物です。
つまりZn2+とS2-(硫化物イオン)の反応というわけです。

ではなぜ酸性下では沈殿ができないかというとS2-の存在する量が減ってしまうからです。

これは酸性溶液ということでH+が増えるというところからきています。
H+が増えすぎると、増えすぎたH+はS2-とくっつこうとします。
つまりおおまかに言うと硫化水素は中性・アルカリ性では2H+とS2-として存在し、酸性ではH2Sとして存在していることになります。

そういう訳でS2-が減るため、酸性では沈殿ができません。

以上、わかりづらい文章ですみません。
補足があったらまたどなたかお願いします。
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この回答へのお礼

ありがとうございました!
親切な方でよかったです。

お礼日時:2002/07/03 19:02

すでに回答されていて,重複になりますが。


H2Sが弱酸だというのはご存知でしょうか。弱酸だというのは水溶液中ですべてが電離しているわけではないということです。すなわち,いくらかは電離してS2-とH+になっているけれども,残りの大半はH2Sとして溶解しているということです。
金属イオンが硫化物沈殿を生じるためには,金属イオンがS2-と出会わなくてはならず,H2Sと出会ってもなかなか沈殿にはなりません。
ここで,水溶液の液性が酸性の時を考えると,すでに溶液中にたくさんのH+が存在しているためにH2Sの電離が妨げられて金属イオンとであえるS2-が少ないために沈殿が生じないということになります。
逆に水溶液がアルカリ性であれば,アルカリとの中和の為にH2SのH+が使われるために残ったS2-がたくさんあり,容易に金属イオンと出会えるということです。
ちなみに,銅や銀はイオン化傾向が小さい(水溶液中でイオンとして溶解しているよりも化合物や単体となって析出しやすい)ため,酸性でもわずかなS2-をみつけて,あるいはH+と化合しているS2-を引き剥がして化合するので酸性でも沈殿します。
一方,亜鉛や鉄はそこまでイオン化傾向が小さくない(水溶液中でイオンとして存在していやすい)のでS2-が少なければ素直にイオンとして水溶液中に漂っている,ということになります。
あまり化学的でない表現もありますが,いかがでしょうか。
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この回答へのお礼

ありがとうございました!
よくわかりました!!

お礼日時:2002/07/03 19:03

高校生の方ですね。


それではヒントを・・・。

硫化物っていうのはわかりますよね?
S(硫黄)の化合物ということです。アルカリ性のもとではこれができます。

ここで酸性とアルカリ性で何が違うかを考えましょう。
アルカリ性でなぜ沈殿するか考えるより、
なぜ酸性では沈殿しないか考えるとわかりやすいかもです。

ちょっと考えてみて!

この回答への補足

スイマセン…大学生です。
高校の時、化学をやっていないのでぜんぜん分かりません。
時間がないので、できればズバリ答えを教えていただきたいのですが…。

補足日時:2002/07/02 20:45
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基本的に,

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あまり直接的な回答ではないのですが,参考になりましたでしょうか.

基本的に,

PbS:黒色沈殿,ZnS:白色沈殿,FeS:黒色沈殿

となるはずです.しかし,金属硫化物MSの最大のポイントは,水溶液のpHによって,沈殿となるか沈殿が溶けるかが決まるのです.だから,アンモニア水を加えるのは,おそらくpHを変化させようという目論みなのでしょう.
H2S <--> 2H+ + S2-
このような平衡は,pHによって平衡移動が変化します.酸性が強いほど,H+が過剰に存在するので,この平衡は左に動きますし,塩基性が強まればその逆です.この平衡に加えて,金属硫化物MSの溶解度積が関連...続きを読む

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>銀は両性元素ではないのになぜ塩基と反応するのでしょうか。

周期表を見てもらうと金属元素の数の方が非金属元素の数よりも多いです。多くの金属の水酸化物は溶解度が小さいです。金属イオンの水溶液に水酸化ナトリウム水溶液を加えると沈澱が生じます。銀も銅も鉄も沈澱が生じます。(水酸化物の溶解度が大きい金属元素は周期表の左側の2列にあるものだけです。少数派です。従って特別にニックネームが付いています。「アルカリ金属元素」、「アルカリ土類金属元素」です。数を調べてみて下さい。水酸化物の溶解度が大きいということは水溶液が強いアルカリ性を示すということです。)

酸にも塩基にも溶ける酸化物を「両性酸化物」といいます。金属と非金属の境界に近い金属元素の酸化物に見られる性質です。強弱の違いはありますがかなり多くの金属がこの性質をもっています。「両性元素」というニックネームが付いています。両性元素の水酸化物は水に溶けにくいですが過剰の水酸化物イオンと反応して水に溶けるイオンに変わります。代表的な元素である亜鉛、アルミニウムについては反応式が教科書に載っています。亜鉛もアルミニウムもイオン化傾向の大きな金属元素ですからアルカリ性の強い溶液に溶けます。水素が発生します。
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Al(OH)3+OH^-⇒[Al(OH)4]^- 
大きな複合イオンになって溶けます。イオンのサイズが大きくなると静電気的な引力が弱くなるから溶けやすくなると考えればいいです。

銅も両性元素的な性質を示します。
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硫酸銅の水溶液に1mol/L程度の水酸化ナトリウム水溶液を加えるとどろっとした糊状の沈澱ができます。色は青いですが濃淡のあるまだら模様になっています。さらっとした青白色の沈殿を得るためにはかなり薄い水酸化ナトリウム水溶液を使わなければいけません。どろっとしているのはCu(OH)2の一部が[Cu(OH)4]^2-に変わっているからでしょう。もう少し濃い水酸化ナトリウム水溶液を使うと生じた糊状の沈澱がだんだんと焦げたような色(黒褐色)に変化していきます。試験管の壁に付着している部分から変化が起こり始めます。試験管を加熱するとこの変化は速くなります。この色の変化は酸化銅CuOが生じることによって起こっています。固体として取り出した水酸化物を加熱すると酸化物に変わるというのは珍しいことではありません。でも銅の場合は水溶液を加熱しても起こるのですから少し変わっています。
Cu^2++2OH^-⇒Cu(OH)2
Cu(OH)2⇒CuO+H2O

銀も低温では水酸化銀が存在するようですが常温では直ぐに酸化銀(褐色)に変わってしまいます。
銅よりももっと脱水反応が起こりやすくなっているのです。
Ag^++OH^- ⇒ AgOH
2AgOH ⇒ Ag2O+H2O

金属の銅、銀が直接水酸化ナトリウムに溶けるという変化は起こりません。

水酸化物の溶解度が小さいこと、水酸化物から酸化物への変化が起こることは両性元素であるか否かとは別の変化です。

>銀は両性元素ではないのになぜ塩基と反応するのでしょうか。

周期表を見てもらうと金属元素の数の方が非金属元素の数よりも多いです。多くの金属の水酸化物は溶解度が小さいです。金属イオンの水溶液に水酸化ナトリウム水溶液を加えると沈澱が生じます。銀も銅も鉄も沈澱が生じます。(水酸化物の溶解度が大きい金属元素は周期表の左側の2列にあるものだけです。少数派です。従って特別にニックネームが付いています。「アルカリ金属元素」、「アルカリ土類金属元素」です。数を調べてみて下さい。水酸化物の...続きを読む

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液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は0ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ(おおよそ、0.02気圧程度)の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できます。
また、油が蒸発しにくいのは油の蒸気圧が非常に低いためであると説明できます。

さきほど、常温での水の飽和蒸気圧が0.02気圧であると述べましたが、これはどういう意味かと言えば、大気圧の内の、2%が水蒸気によるものだということになります。
気体の分圧は気体中の分子の数に比例しますので、空気を構成する分子の内の2%が水の分子であることを意味します。残りの98%のうちの約5分の4が窒素で、約5分の1が酸素ということになります。

ただし、上で述べたのは湿度が100%の場合であり、仮に湿度が60%だとすれば、水の蒸気圧は0.2x0.6=0.012気圧ということになります。

蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
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よその過去問、↓
http://www.ftext.org/modules/mybbs/
早い話、硫化物の溶解度積が異なるからです。
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[Co^2+][S^2-]=7.0×10^-23
[Mn^2+][S^2-]=6.0×10^-16
[Zn^2+][S^2-]=1.1×10^-23
でも亜鉛は溶けそうにないがなー???
pHが下がると、
H2S ⇔ H+ + HS- ⇔ 2H+ + S^2-
これが左へ動くためS^2-の濃度が下がり、溶解度積の大きい金属は溶けていきます。


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