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この前、学校の実験の見学コーナーのようなもので、触媒の実験がありました。

酒石酸カリウムナトリウムに、過酸化水素水を混合し、その液体に塩化コバルトを触媒として加えるというものです。

なぜ、塩化コバルトのピンク色が、緑色に変わったのでしょうか?そしてなぜ、またピンク色にもどったのでしょうか?
そして、酒石酸ナトリウムと過酸化水素水の濃度・または温度によって反応時間が変化するのはなぜでしょうか?

質問はこの3つです。お願いします。

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A 回答 (1件)

今テレビを見ながらお答えを書いているので(爆)ちょっと怪しくなりますが、


>塩化コバルトのピンク色が、緑色に変わったのでしょうか?
緑色はコバルト(III)の色です。過酸化水素が酸触媒の存在下コバルト(II)を酸化したのです。
この酸化状態のコバルトが酒石酸を酸化して元のコバルト(II)に戻り緑色は消えます。
温度が高いと反応は速くすぐ起こってすぐ消えます。過酸化水素が多い(濃い)と反応は長くなります。

添付に授業実験の事が書いてあります。けど論文の中身は見られません(笑)

参考URL:http://ci.nii.ac.jp/naid/110001827570/
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この回答へのお礼

なるほどっ!

この解説及び参考HP?も大変興味深い内容でした。
これでもやもやがスッキリしました。

本当にありがとうございました!

お礼日時:2007/12/30 00:09

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QCo(III)の溶液

簡単な質問で申し訳ないですが・・
Coは2価のほうが安定ですが
2価の塩(例えば硝酸や炭酸塩)に
過酸化水素水を加えただけで
容易に3価になるでしょうか?
3価の溶液を得るにはいい方法はないでしょうか?
よろしくお願いします

Aベストアンサー

 専門家(ん?一般人?)の inorganicchemist さんの回答がありますが,せっかく本を開きましたので回答しておきます。

 「コットン・ウィルキンソン 無機化学 下」(培風館)には次の様な事が書かれています。

◎ 錯形成剤の含まれていない水溶液中では,Co(III) への酸化はきわめて起こりにくい

  [Co(H2O)6](3+) + e(-) → [Co(H2O)6](2+) E^0 = 1.84 V

◎ Co(III) と安定な錯体をつくる NH3 のような錯形成剤が存在すると,3価コバルトの安定性は大きくなる

  [Co(NH3)6](3+) + e(-) → [Co(NH3)6](2+) E^0 = 0.1 V

◎ 3価コバルトは酸性溶媒中よりも塩基性溶媒中でより安定である

  CoO(OH) (s) + H2O + e(-) → Co(OH)2 (s) + OH(-) E^0 = 0.17 V

◎ 錯形成陰イオンを含まない酸性溶液中での酸化電位はきわめて高く,かなりな濃度の Co(III) は水を急速に酸化する

 結論として,お書きの方法では3価の溶液は得られないと思います。

 ご参考まで。

 専門家(ん?一般人?)の inorganicchemist さんの回答がありますが,せっかく本を開きましたので回答しておきます。

 「コットン・ウィルキンソン 無機化学 下」(培風館)には次の様な事が書かれています。

◎ 錯形成剤の含まれていない水溶液中では,Co(III) への酸化はきわめて起こりにくい

  [Co(H2O)6](3+) + e(-) → [Co(H2O)6](2+) E^0 = 1.84 V

◎ Co(III) と安定な錯体をつくる NH3 のような錯形成剤が存在すると,3価コバルトの安定性は大きくなる

  [Co(NH3)6](3+) + e(-) ...続きを読む

Q豆腐を作る実験

この間実験で豆腐をつくりました。
こんどそれについて一般の方に説明をしなければなりません。ネットで調べているのですが「塩析」と書かれているサイトと「塩入」と書かれているサイトがあります。どちらが正しいのでしょうか?
あと、豆腐がなぜ豆乳と金属イオン(にがりを使用)で豆腐ができるのかの化学的な説明を詳しく教えて下さい。お願いします。

Aベストアンサー

豆腐の製造工程で「塩析」が入るというのは釈然としませんでしたので、少し調べてみました。

おそらくはにがりを入れる操作を「塩析」と呼んでいるのでしょうが、これは化学的に見て不適切だと思います。

No.2のご回答にもありますように、塩析というのは電解質を大量に加えることによって、親水性コロイドを分離することですので、にがりを加えることはこれに該当しません。すなわち、にがりは少量しか加えません。大量に投入したりすればまずくて食べられないでしょう。
また、製造工程の別の箇所でこれが行われることもありません。

参考URLの中央付近に説明が書かれていますが、要するにタンパク質の変性によって豆乳が固まるという見解であり、私もこの見解が妥当だと思います。

参考URL:http://www.water.sannet.ne.jp/masasuma/masa/q99-11.htm

Qオキシドールをかけて泡が出るのはなぜ?

 傷を消毒しようとすると発泡するときとしない時があります。
そもそも、なぜ泡が出るのでしょうか?泡がでない時は菌がいなかった
のでしょうか??傷でもないものにかけて発泡することもありますが、
そこには何がいたのでしょうか?!

 レベルの低い質問で恐縮です。何気なく常備してあるオキシドールが
不思議でたまりません。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

過酸化水素は,細菌中の金属イオンと Fenton 反応と呼ばれる反応によって,ヒドロキシル・ラジカル(HO・)とヒドロキシル・アニオン(HO-)に分解します(kajurum さんがお書きの反応も一種の Fenton 反応です)。ここで出来たヒドロキシル・ラジカルは非常に強い酸化作用を持っており,その作用によって殺菌作用を示します。

ところが,過酸化水素は動物細胞内の酸化反応の過程でも生じてしまいますので,有毒なヒドロキシル・ラジカルを生じる可能性があります。

そこで,動物細胞には過酸化水素を分解して無毒の酸素と水に分解する酵素があります(これが hero1000 さんがお書きのカタラ-ゼです)。

さて問題の泡(これが酸素であるのは皆さんがお書きの通りです)が出る出ないですが,次の様になります。


細菌や血液中の金属イオン等と Fenton 反応を起こした場合:上記の様に酸素が出来ませんので泡は出ません。

カタラ-ゼによって分解された場合:上記の様に酸素の生成による泡が出ます。

単に過酸化水素が分解した場合:inorganicchemist さんがお書きの反応によって酸素が発生し泡が出ます。


以上のようになりますので,むしろ泡が出ない時の方が殺菌作用を示しているといえます。

過酸化水素は,細菌中の金属イオンと Fenton 反応と呼ばれる反応によって,ヒドロキシル・ラジカル(HO・)とヒドロキシル・アニオン(HO-)に分解します(kajurum さんがお書きの反応も一種の Fenton 反応です)。ここで出来たヒドロキシル・ラジカルは非常に強い酸化作用を持っており,その作用によって殺菌作用を示します。

ところが,過酸化水素は動物細胞内の酸化反応の過程でも生じてしまいますので,有毒なヒドロキシル・ラジカルを生じる可能性があります。

そこで,動物細胞には過酸化水素を分解し...続きを読む

Qコバルトの錯体について質問です。

塩化コバルト(2)とエチレンジアミンなどから、trans-[CoCl2(en)2]Cl・HCl・2H2Oを合成し、それから[CoCl2(en)2]Clを合成するという実験をしました。

塩化コバルト(2)を水に溶かし、エチレンジアミンを加え、これに空気を2時間激しく通して、コバルトを2価から3価へ酸化をする、という操作があったのですが、初めからなぜ3価のコバルトを使わなかったのでしょうか?
3価のコバルトはあまり安定ではないと聞いたことがあるような気がしたので、錯体を作れば安定に存在できるのかな、とか考えていましたが、
ここで調べていたら、2価だと置換活性で、3価は置換不活性ということが書いてありました。
ということは、3価では反応しにくいから、2価を使ったということでしょうか。
なぜ2価と3価では、活性不活性があるのでしょう?また、安定不安定はなぜそうなるのでしょうか。

あと、今回の実験では、trans-[CoCl2(en)2]Clが初めにできて、それからcis-[CoCl2(en)2]Clを作りました。
これは、立体障害などからtransのほうが安定なので、先にtransができたのではと考えましたが、
原因はそれだけでしょうか?また、cisからtransを作ることはできるのでしょうか?。

塩化コバルト(2)とエチレンジアミンなどから、trans-[CoCl2(en)2]Cl・HCl・2H2Oを合成し、それから[CoCl2(en)2]Clを合成するという実験をしました。

塩化コバルト(2)を水に溶かし、エチレンジアミンを加え、これに空気を2時間激しく通して、コバルトを2価から3価へ酸化をする、という操作があったのですが、初めからなぜ3価のコバルトを使わなかったのでしょうか?
3価のコバルトはあまり安定ではないと聞いたことがあるような気がしたので、錯体を作れば安定に存在できるのかな、とか考えていましたが、
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Aベストアンサー

>なぜ2価と3価では、活性不活性があるのでしょう?

d電子の数の違いについて、
Co((3))はd電子が6つなので、強配位子場のとき配位子場安定化エネルギーが最も大きいため、配位子をよく引き付ける。
(詳しいことは配位子場理論をどうぞ)

また3価なのでより配位子の電子を引き付けやすい。

よって配位子の交換がおこりにくいと思われます。

もちろん分光化学系列によると、H2O<enなので、配位子がH2O(水に溶かしたとき)よりenが配位するほうが安定なので、十分時間がたてば、enが配位しているでしょう。

cis、transはやはり対称性の高いtransのほうが安定だと思いますね。
なのでcisからtransに変えることは可能だと思います。

私のわかる範囲で回答してみました。
参考になれば幸いです。

Q塩化アンモニウムを入れる理由

第3属陽イオン(Al3+、Fe3+)の定性分析で
まずこの2つのイオンが入っている試料溶液に塩化アンモニウムを入れ、そしてアンモニア水で塩基性にした後煮沸し、ろ過しました。そしてここで、ろ紙上の沈殿に温水5mlにアンモニア水と塩化アンモニウム2~3滴加えた混合溶液で洗浄するのですが、なぜこの洗浄液に塩化アンモニウムを用いるのでしょうか?

実験書を読んでいてふと疑問に思ったので質問してみました。

Aベストアンサー

 アルミニウム水酸化物は、pHが高くなるとアルミン酸となって再溶解してしまい、沈殿が捕集できなくなる場合があるので、緩衝作用を持たせるため塩化アンモニウムを加えます。
 Al(OH)3 +OH- → AlO2- + 2H2O

QTLCスポットのUV発色について

TLCを使った実験で、展開後、スポットを確認するために、紫外線ランプを当てますよね。私の実験室では、長波366nm、短波254nmのランプを使います。

そのときの発色の原理について、質問があります。

TLCプレート(silica gel 60 F254)を使っているのですが、プレート上に展開された物質が、長波でも短波でも反応する場合、長波では紫外線を当てるとその物質が蛍光発色し、短波では、その部分だけ消光します。
共役二重結合がある場合、紫外線に反応すると理解していたのですが、長波と短波を当てたときに、長波だけ反応する物質、短波だけ反応する物質があり,なぜこのような結果になるのか不思議です。
自分なりに考えてみたところ、「短波で消光するのは、シリカゲルに蛍光物質がぬってあって、その上に展開した物質が覆うように存在するからであり、別に共役二重結合を持たなくてもプレート上に展開された物質はすべて確認できるのかな。長波で反応する場合は、共役二重結合によって紫外線を吸収した後、別の波長として放出し、蛍光物質として検出できるのかな。」と思いましたが、よくわかりません。
どなたか、ご存知の方、教えてはいただけないでしょうか。よろしくお願いいたします。

TLCを使った実験で、展開後、スポットを確認するために、紫外線ランプを当てますよね。私の実験室では、長波366nm、短波254nmのランプを使います。

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TLCプレート(silica gel 60 F254)を使っているのですが、プレート上に展開された物質が、長波でも短波でも反応する場合、長波では紫外線を当てるとその物質が蛍光発色し、短波では、その部分だけ消光します。
共役二重結合がある場合、紫外線に反応すると理解していたのですが、長波と短波を当てたときに...続きを読む

Aベストアンサー

共役二重結合のような電子が励起されやすい状態にある化合物は強いエネルギーを持った短波長の紫外線によって励起され発光ではなく熱となって基底状態へともどります。つまり紫外線を吸収するので見た目はその部分だけ消光します。当然全ての物質が吸収するわけではなく、展開後に溶媒を減圧したりして完全に乾かさなくてもUVで検出されないことからも分かります。長波長の紫外線で光る物質は長波長の波長で励起されて可視光を放つものです、エネルギーが弱いためにどんな物質でもというわけではありません。光る物質の多くは長い共役系を持っているなど弱いエネルギーでも励起できそうな物ばかりですよね。
ちなみにシリカゲルのUV-Visスペクトルを測定すると260nm以下あたりから吸収域を持っていることが分かります。

Q塩化コバルト(II)+無水エタノールの反応について

塩化コバルト(II)を無水エタノールに溶かしたら青色になった。この現象を化学反応式で記せ。

という問題なのですが、コットンウィルキンソン、無機化学演習(問題集)、実験用の辞書などで調べたのですが、自信のもてる解答ができませんでした。
自分なりに考えた結果、青色ということから、別の錯体は作らずに水和物のない塩化コバルト自体の色で、無水エタノールに溶解した?(こう言ってよいのでしょうか?)と思いました。
無水なので[CoCl2(H2O)2]のような錯体はできませんよね?

どうかよろしくお願いします。

Aベストアンサー

絶対の自信があるかと言われると、少々心許ないのですが、そのような考えでよいと思います。
ご存じのように、水が配位した状態ではピンクになりますので、青色であるということは、水が配位していないと考えるのが妥当だと思います。
これに、水を加えていけば、ある時点で色はピンクに変化するはずです。

Q酒石酸バリウム

酒石酸バリウムって、どういう構造をしているのでしょうか?
組成式が Ba(C4H4O6)と出ていたのですが、炭素は手が4本あるはずですが、酒石酸(C4H6O6)の2箇所のHが取れて、Baが1箇所つくのは、計算があわないと思うのですが。

教えてください!!

Aベストアンサー

Ba(C4H4O6)とみるとわかりづらいかもしれませんが
(HOCHCOO)2Baとみればわかりやすいですかね。
無理矢理ここで構造を書くと

HO-CHCOO
    l     Ba
HO-CHCOO     

こんな感じにBaがくっつくはずですw

No1、2サンもおっしゃっていますが、
>炭素は手が4本あるはず
という表現に対応させた表現をすると、
水素は手が1本、バリウムは手を2本持ってるんです。
(ついでに、ご存知かとも思いますが酸素は2本です)
なので、2箇所のカルボン酸(COOH)のHが2つともとれることで
やっと、2本分の手をもつBaが結合できるわけですね。

Q銅イオンにアンモニア水を加えた場合

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?? 

Aベストアンサー

 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。 
    

Q過酸化水素水の反応

酸化還元反応を観察するとき、硫酸鉄(II)水溶液に硫酸を加えたものに過酸化水素水を滴下したのですが、
反応式上では発生しないと思われる気体(泡)が発生したようでした。
この気体は何なのでしょうか?
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よくわかりませんでした。この気体の正体を判断する実験も特に行いませんでした。

よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

発生したのは酸素で,H2O2 が分解したものです.
そもそも Fe2+ イオンも Fe3+ イオンも H2O2 分解の触媒活性があるので,観察例としてあまり適当な系に思えないですね.濃度にもよりますが,量論比で Fe2+ と H2O2 が反応しているように見えなくなるので,滴定には使えない系です.


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