水溶液の液性を教えてください

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質問者：shi-ran
質問日時：2007/12/27 22:32
回答数：1件

水溶液の液性を教えてください。硫酸銅水溶液、過マンガン酸カリウム水溶液、ともに色のある水溶液ですが、それぞれの液性は、酸性、中性、アルカリ性のどれでしょうか・・・よろしくお願いします。

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No.1

回答者： nious
回答日時：2007/12/27 23:41

CuSO4水溶液については、電離により生じたCu^2+が次のように加水分解を起こします。

Cu^2+ + H2O ⇔ [Cu(OH)]^+ + H^+ ；Kh≒10^(-8)
この反応により弱酸性を示します。

KMnO4水溶液については、強酸のHMnO4(過マンガン酸)と強塩基のKOHからなる塩なので中性になります。

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Q硫酸銅５水和物の脱水について

硫酸銅5水和物は銅イオンの周りに４つの水が配位結合し、銅イオンの上下に硫酸イオンがイオン結合し、残り１つ水は硫酸イオンと水素結合していると聞いたのですが、硫酸銅５水和物を加熱すると、先に銅イオンの周りの水から取れていきますよね？

加熱した時は結合の弱い順からとれていくのに、水素結合よりも強い、配位結合している水から取れていくのは何故ですか？

Aベストアンサー

＃３です。

（１）水素結合をしているＨ２Ｏから抜けていくのであれば
ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ　→　ＣｕＳＯ４・４Ｈ２Ｏ　→　　
という順番になりそうに思うのですが。
４水和物が出てこないのはどうしてでしょうか。
明らかに性格の異なるＨ２Ｏですから４水和物ができても良さそうです。
その後は４つのＨ２Ｏの中の半分が外れるという事で
ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ　→　ＣｕＳＯ４・４Ｈ２Ｏ　→　ＣｕＳＯ４・２Ｈ２Ｏ　→　ＣｕＳＯ４
となりそうです。

（２）３水和物ができるとします。
水素結合をしているＨ２Ｏが１つ離れたとします。
でももう一つ配位している水が離れないといけません。４つの中で１つだけ離れやすいＨ２Ｏがあるようには思えません。４つのＨ２Ｏは対称性による違いはあるかもしれませんが特別強いものではないように思います。
水分子が２つ離れる温度は固体を加熱して行った時には５０℃付近です。
水溶液の中でさえ３つしかＨ２Ｏが付かないのです。
１００℃付近の硫酸銅水溶液にＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏの結晶を放り込むとＣｕ^2+に配位している４つのＨ２Ｏの中の少なくとも１つは離れてしまうのです。

（３）水素結合をしているＨ２Ｏ
この相手は何でしょうか。無意識にＣｕ^2+に配位しているＨ２Ｏだけを相手だとしているのではありませんか。Ｈ２ＯとＨ２Ｏの結合です。水素結合はそれほど強いものではないと言っているのはこのような結合に対してです。でも５つ目のＨ２ＯはＣｕ^2+に配位しているＨ２ＯとＳＯ４^2-の両方にまたがって配位しています。
硫酸と水との結合が強いというのは高校でもよく出てくることです。混合した時の発熱は授業で必ず触れることです。硫酸とくっついているＨ２Ｏを加熱で取ってしまうことは難しいです。
９８．３％の水溶液は沸点３３８℃の共沸混合物であると書かれていますからかなりの強さで結びついていると考えていいのではないでしょうか。５０℃付近で離れてしまうというようなものではないと言うことはできませんでしょうか。

以上は単なる推測です。誤っているかもしれません。