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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?? 

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A 回答 (2件)

 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。 
    
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この回答へのお礼

そうですね、過剰量では溶けてしまってテトラアンミン銅に変わってしまいしますね…。
わかりやすい説明ありがとうございました。

お礼日時:2007/12/10 00:25

アンモニアの量が少ない時は


Cu^(+2) + 2OH^(-)→ Cu(OH)2
アンモニアの量が多くなると
Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2
となり、沈殿が溶解し深青色の水溶液になります。
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この回答へのお礼

「実際は複雑な組成を持つ塩基性塩が生じる」という言葉に引っかかっていたようです。
回答ありがとうございました。

お礼日時:2007/12/10 00:28

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Aベストアンサー

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AgCl + 2NH3 → [Ag(NH3)2]^+ + Cl^- の錯体生成反応が進んで
沈殿は溶解します。ここに強酸であるHNO3を加えていくと塩基である
NH3と中和が進むため、錯イオンが壊れてAg^+は再びCl^-と
結びついてAgClの白色沈殿を作ります。
[Ag(NH3)2]^+ + Cl^- + 2HNO3 → AgCl↓+ 2NH4^+ + 2NO3^-

Q銀と水酸化ナトリウム水溶液の反応

こんにちは。

銀と水酸化ナトリウム水溶液が反応するとAg2Oの沈殿が生じる
とのことですが、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。
よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

>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。
2Al+3H2O⇒2Al(OH)3+3H2
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。
水酸化銅が過剰の水酸化ナトリウムに反応します。
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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そこまでわかっているのなら、後は
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最初の式を2倍して、2番目の式と足せば、
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honeyBさんがどの程度の基礎知識をお持ちか分かりませんが,とりあえず非常に簡単なところから述べさせていただきます。

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この両者には決定的な違いがありまして,ボールの位置エネルギーは連続的な値を取れますが,つまりボールは好きな高さまで連続的に持ち上げることができますが,分子の励起エネルギーは飛び飛びの値しかとれません。よって,分子が吸収できる光のエネルギーも,飛び飛びの値しかとれません。分子が吸収する光のエネルギーと光の振動数との関係は,E=hνという式によって表されますので,分子が吸収する光の振動数も飛び飛びの値をとります。このことが,分子が色を持つ根本的な原因になっています。

分子が色を持つには,分子が可視光に相当する振動数の光を吸収する必要がありますが,これに相当する励起エネルギーは分子内の電子遷移に対応します。そして,電子遷移には大雑把にπ-π*遷移,n-π*遷移,d-d遷移,CT遷移などの種類がありますので,分子の色を説明するにはこれらの電子遷移の有無,および分子軌道の対称性(対称性によって電子遷移の許容・禁制が決まる)を考えれば良いということになります。

錯体の色については,配位子が単純である場合はd-d遷移,CT遷移のみを考えれば説明が付きます。この中で,d-d遷移は禁制遷移,CT遷移は許容遷移であるため,モル吸光係数が1000 cm2/mmol程度の錯体はd-d遷移による呈色のみであると考えることができます。

ここでご質問の件ですが,Cu2+は最外殻の3d軌道に電子が9個入ったd9錯体ですので,八面体構造の場合は3d軌道内(より具体的には3d_xy→3d_z2)でd-d遷移が起こります。そして,このd-d遷移が原因でCu2+の錯体はブルーに呈色します。一方,Cu+はd10錯体ですので,完全に閉殻構造となりd-d遷移は起こりません。単純な配位子では他の電子遷移も起こりませんので,Cu+の錯体は大抵無色になります。K+もNa+も同様に閉殻構造ですので,やはり無色です。

最後に。電子軌道と不連続なエネルギーについては物理化学(量子力学)の成書を,錯体の色に関する理論(配位子場理論,ヤーンテラー効果)については無機化学(錯体化学もしくは配位化学)の成書をご覧になれば,より一層理解が深まると思います。

honeyBさんがどの程度の基礎知識をお持ちか分かりませんが,とりあえず非常に簡単なところから述べさせていただきます。

地面に落ちているボールを拾い上げると,ボールは位置エネルギーを受け取ってエネルギーの高い状態,つまり落ちる危険性のある状態になります。分子に光を当てると,分子は光のエネルギーを受け取ってエネルギーの高い状態になります。この分子の初めの状態を「基底状態」,エネルギーの高い状態を「励起状態」と言います。

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Qジアンミン銀イオン溶液に硝酸を入れて酸性に

 化学のレポートが進まなくて困っています。
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 ご存知の方、ご教授お願いいたします。

Aベストアンサー

陽イオンの系統的分離ですね。
だとすれば、塩化物イオンが共存しているでしょうから、AgClが沈殿したと考えてよいでしょう。
すなわち、
[Ag(NH3)2]+ + Cl- + 2H+ → AgCl + 2NH4+
ということです。

ただ、質問の仕方として、ジアンミン銀(I)イオンを作る前の状態に関する記述も必要です。すなわち、文面からは塩化物イオンが共存していると考えることはできません。


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