リン酸ナトリウムって？

Question

学校の化学でコロイド溶液の性質っていう実験をやったんですけど、「塩化鉄（(3)）水溶液にリン酸ナトリウムをくわえるとどうなるか？」って実験で何も反応しなかったんです・・・。リン酸ナトリウムの性質を教えて下さい！！

dragon-2 · Accepted Answer

コロイド溶液の塩析の実験だと思います。塩化鉄（３）の溶液を熱湯中に入れるとコロイド溶液になります。塩析は、親水コロイドが、多量の電解物質（塩）により、帯電が失われ、凝集して、沈殿するのです。このとき、電解質はそのイオンの価数が大きいほど、その力が強くなります。ので、加えるリン酸ナトリムの量により、沈殿量が変化します。リン酸ナトリムは３価のリン酸イオンとなりますから、価数が大きいのです。あのね、塩化鉄（３）とリン酸ナトリムは反応しませんが？
　どういうブランクテスト（比較実験）をしたか教えて下さい。

myeyesonly · Answer

なにやらちょっと見ないうちにすごいことになってしまいました。何か混乱させてしまったようですね。申しわけありません。

最初に私は早合点したようです。塩化鉄（３）の希薄溶液中に少量のリン酸ナトリウムを加えたのだと思いました。
それで第一の回答をする時は、リン酸鉄（３）は、確か溶けにくいはずだ、でおまけにテーマにコロイドと歌ってあるので、てっきりリン酸鉄（３）のコロイド溶液を観察しましょうということだと思ったのです。

私が考えたのは、dragon-2 さんの仰る煮沸する実験ではなく、単純に二つ混ぜた時に生ずるコロイド溶液を見るのだと思いました。それゆえ、リン酸ナトリウムは加えすぎない方が・・・と書いたのですが、確かにリン酸鉄を物質として得る実験なら、dragon-2 さんの仰るように加熱したり水素塩を使用してｐＨで沈殿させたり・・・という事になると思います。
求める物がコロイド溶液と思ったので、そちらの方は考えなかったです。(^^ゞ

rei00 さんの仰る反応の根拠ですが、確かに一部欠けていますね。複分解の説明がされていないです。

二つの塩の溶液を混ぜた時、それぞれのイオンは水溶液中では単独でふるまっているので、溶けにくい物質を生ずる組み合わせは、結合して沈殿してしまい、組み合わせが入れ替わった塩を生ずる反応です。
塩化鉄（３）とリン酸ナトリウムでは、鉄イオンと、塩素イオン、リン酸イオン、ナトリウムイオンが液中にあります。この中で、リン酸イオンと鉄（３）イオンは、水に溶けずにコロイド沈殿を生ずる・・・ここで、理化学辞典の記述になるわけです。
説明を省略してはいけませんでした。すいません。ちなみにこの場合は、リン酸鉄がコロイドとして沈殿し、塩化ナトリウムが水溶液中に残ります。

そして、すでに多くのご指摘のように、コロイド溶液には塩類の存在で析出する塩析という現象があります。

その塩はすでに存在してるので、この時点でゲル状沈殿が出来ても不思議ではないです。

そしてさらに、大過剰のリン酸イオンの存在でまたこの沈殿は溶けてしまいます。
この再溶解した溶液はすでにコロイド溶液ではないので、量を入れるとコロイドの性質は何も観察できなくなります。

ですから、ゲル状の沈殿は本当はあったかもしれないです。

それを、レポートにするために、menu1 さんが困って「みえないのに白色沈殿」と仰ったんだと早合点しました。ごめんなさいね。

以上、私の早合点と説明不足、さらによく見ると、前の回答、寝ぼけ回答になってますね。

ほんと、皆さんに大混乱をさせてしまい申しわけありませんでした。

menu1 さんには、このてん末をレポートにして先生に持って行かれると喜ぶかもしれませんね。

それも、menu1 さんの調査結果ですから。

dragon-2 · Answer

申し訳ないと最初に言わなければなりません。コロイドの実験で塩化鉄（３）となれば、沸騰水中に塩化鉄（３）FeCl3の溶液を加えて、水酸化鉄（３）Fe(OH)3の疎水性コロイドを使用した実験だと、思いました。凝析の実験であまりに有名ですから。さらに、このコロイドは正に荷電しているので、陰イオンの価数が大きいほどその効果が対数的に増加しますから、リン酸イオン＝３価の陰イオンだと思い込んでしまいました。
　マイアイズオンリイさんがおっしゃるように、塩化鉄（３）水溶液とリン酸ナトリウムは反応するようです。ただし、リン酸鉄（３）を得るには、加熱が必要、または、リン酸水素二ナトリウムを使用すると思っていました。
　実験で溶液がゲル状沈殿を起こさず、透明になったのは、過剰のリン酸ナトリウムを加えると錯体（ホスファト錯体）を生じ、溶解するためです。実験に誤りはありません。結果の通りです。
　しかし、コロイドの実験で、この不安定なリン酸鉄（３）を生成する反応が必要か疑問です。もっと、顕著でいい材料が豊富なのに・・・？実験書にもこの事例はありませんでした。先生になぜ、この材料を使ったのかの理由を教えてもらって下さい。今後の参考にしたいと思いますので。

rei00 · Answer

皆さんの回答を読んでいてふと思ったんですが，menu1 の実験はどんな経過をたどったんでしょうか。

記載の実験は dragon-2 さんがご指摘のコロイド溶液の塩析に関するもののようですが，それでしたら，次の様な経過をとると思います。


１）沸騰水中に塩化鉄溶液を徐々に加えてコロイド溶液を作成する。
　溶液は赤褐色～黄色。

２）コロイドの性質（myeyesonly さんがお書きのチンダル現象など）を観察する。
　これはなかったのかも知れませんが。

３）リン酸ナトリウム溶液を加えて塩析による沈殿の生成を観察する。

menu1 さんは myeyesonly さんの #1 の解答に対するお礼で，「私が見て出した実験結果には「試験管内の下に白くて濁っている何かがたまっていた。」と書いたんですけど・・・。」と書かれています。今，塩析された沈殿の色が何色かが判らないので，自信なしなんですが，リン酸ナトリウム溶液を加えてこの沈殿ができたのであれば，実験はうまくいっている様にも思いますが。

なお，myeyesonly さんがお書きの内容では，リン酸鉄が存在する事は判りますが，塩化鉄とリン酸ナトリウムが反応するかどうかは判りません。存在するのと反応するのは別問題ですから。といっても，私自身はどちらが正しいかを言うだけの知識を持ちあわせていませんので，指摘だけで失礼します（卑怯かなぁ？）。

myeyesonly · Answer

たびたびすいません。m(__)m
dragon-2 さんの回答を読んで「あっ、うそレス書いちゃった？」とびっくりして調べてきました。
さっきの回答は記憶１００％で書いたもので・・・
で結果ですが、「リン酸鉄（３）とリン酸ナトリウムは反応する」と思われるので、一応、私の回答は変更しません。

調査文献は、理化学辞典第５版ＣＤ版です。一応記述内容も書いておきます。化学式や単位は文字化けしちゃうのでご容赦ください。

リン酸鉄
[iron phosphate]
酸化数2と3の化合物がある．
〓1〓リン酸鉄(〓).Fe〓(PO〓)〓．暗緑色の一水和物，バラ色の三水和物，無色の六，八水和物がある．通常見られるのは八水和物で，単斜晶系結晶．密度は2.58g/cml〓．空気酸化をうけて青色ないし緑色になる．天然に藍鉄鉱として産する．水に不溶，無機酸に可溶．水素塩としてFeHPO〓・nH〓O(n＝1,2),Fe(H〓PO〓)〓・2H〓Oが存在する．
〓2〓リン酸鉄(〓).FePO〓．バラ色の二水和物，淡いバラ色の2.5水和物，水和数不明の黄白色ゲル状沈殿などが知られている．二水和物は単斜晶系結晶．密度は2.74g/cml〓．水にあうと徐々に分解する．硝酸には不溶，塩酸，硫酸には可溶．水素塩Fe(H〓PO〓)〓は吸湿性が強い．黄色の塩化鉄(〓)溶液にリン酸の過剰を加えるとほとんど無色になるのは，ホスファト錯体[Fe(PO〓)〓]〓〓の生成による．

menu1 さんは、こういうやり取りからもいろいろ情報を得てお勉強してくださいね。そうすれば、仮に私が間違っていても、きっとあなたの知識の一部として役立つ記憶になるでしょう。

siegmund · Answer

物理屋の siegmund です．
質問内容についてはは全くの素人ですが，
レポート関係のことで出しゃばってきました．

myeyesonly さんの書かれているように，
レポートには観察結果はそのまま書かなければいけません．
こうなるはずだから，あるいは，こうなってくれないと困る，
で実験事実を捏造しちゃっちゃいけません．

研究者がそういうことやって発覚すれば，研究者人生はおわり．
捏造が原因で事故など起こったら，責任を徹底的に追及されます．
myeyesonly さんも書かれているとおりです．
まあ，学生実験のレポートで問題が出ることはないでしょうが．

学生実験では，正確な結果が大事なのではありません．
どれくらい勉強したか，きちんと実験や観察をやったか，
結果についてよい考察をしたか，
レポートとしてきちんとしているか(他人に読ますものになっているか)，
などが重要です．

> もし、私が採点する先生だったら、「白い沈殿が生じた」というレポートより
>「何も変化はなかった」というレポートの方に高い点数をあげますよ。 
は私も全く同じ考えです．
変化がなかった理由を考察してあれば言うことなしです．
考察が結果的に正しいかどうかは大して重要ではありません．
論理的であるか，説得力があるか，そこらへんが大事です．
私はよくレポートに
「考察の内容は，これこれこういうところが間違っています．
でも，非常によく考えました．評価は最高点」
なんてコメント書いています．

質問や回答に対するお礼を見ると，
menu1 さんはきっとまじめで熱心なんですよね．
次はいいレポート書いてくださいね．
予測通りの実験結果が出なかったら，
「考察の絶好の材料が出来た，チャンス！」と発想を転換してみましょう．

myeyesonly · Answer

お尋ねを受けたようなので、再登場します。m(__)m

私の化学の知識と経験からいえば（あまり大した物じゃないけど）十分な量といえると思います。
この実験では、むしろ肉眼で見えるほどの沈殿が生じてしまうと、コロイド粒子がみんな凝集して沈殿してしまって、めざす現象が観察できなくなってしまうので、多すぎるよりは足りないくらいの方がいいのかと・・・。

ちなみに、十分な量の鉄イオンとリン酸イオンがあれば、この場合でも沈殿します。リン酸鉄の色は何色だったかな・・・？ちょっと記憶がないですね。

あと、実験結果については、特にレポートする時は、何も目に見える変化がおきなかったように見えたのなら、その通り書くのが正しいレポートです。

沈殿が見えなかったのに、「沈殿を生じた」というのは、全く違った現象になってしまいます。

仮にこれが研究だったとすると、その後の進め方が大きく違ってしまいますね。

不明な沈殿ができたなら、その沈殿を調べるでしょうし、沈殿が見えなかったら何か他の変化がおきてないか調べるでしょう。

ちなみに、今、アメリカで墜落して話題になっている「オスプレイ」という新型ヘリコプターは、研究段階で、製造許可を有利にするために、報告書の現実のデータを適当に書き換えた末、今いっぱい落っこちてアメリカの国会で話題になってます。

もし、私が採点する先生だったら、「白い沈殿が生じた」というレポートより「何も変化はなかった」というレポートの方に高い点数をあげますよ。
理由は、この実験の目的からして「見えなかった」というのは、観察する知識の不足で「もう一度観察しなおしてみなさい」と言えるけど、本当に「白い沈殿が生じた」のなら、実験そのものの失敗で、目指す目的はすでに達成されていないからです。

myeyesonly · Answer

その実験では、反応結果をどう観察しましたか？

おそらくリン酸鉄の微細沈殿によるコロイド溶液を観察する実験だと思うのですが、目に見えるような粒の大きい沈殿が生じたり、色が派手に変わったりという実験ではないと思います。

目に見えて変化があるとすれば、塩化鉄（３）の黄色い色が薄くなる位でしょうけど、多分、リン酸ナトリウムもそんなに入れなかったのではないでしょうか？

反応してできたリン酸鉄の微細な沈殿はコロイド粒子として溶液中に浮遊しているので、チンダル現象（横から光を当てると、液中に光の筋が出る現象）などで検出されます。反応前後で、この比較を行わないと何がどう変化したのか全く外見上からはわからないと思いますよ。

実験の結果とはどこでどんな変化が起きてるかわからないので、いろんな方向から注意深く観察する必要があるということではないでしょうか？

リン酸ナトリウムって？

コロイド溶液の塩析の実験だと思います。

なにやらちょっと見ないうちにすごいことになってしまいました。

申し訳ないと最初に言わなければなりません。

皆さんの回答を読んでいてふと思ったんですが，menu1 の実験はどんな経過をたどったんでしょうか。

たびたびすいません。

物理屋の siegmund です．

お尋ねを受けたようなので、再登場します。

その実験では、反応結果をどう観察しましたか？

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