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鉄粉を加熱しながら希硫酸に溶かし、硫酸鉄(II)七水和物を合成したのですが、なぜ硫酸鉄に7個も水分子がくっつくのでしょうか?鉄(II)イオンは配位数が6なので、6個の水分子が配位し、硫酸イオンに1個の水分子が水素結合するので、七水和物となるのはわかるんですが、なぜ水和物とならなけらばならないのかがわかりません。
また、反応式はFe+H2SO4+7H20→FeSO4・7H2Oでいいのでしょうか?
どうかご助言おねがいしますm(_ _)m

A 回答 (4件)

結晶水(水和水)は、結晶の隙間をうまく埋めるように、(主に)静電気的に安定なように結晶が出来る際に入り込むものです。


なぜ入り込むかというと、その方がエネルギーが低くなって、安定化するからです。

「なぜ水和物とならなけらばならないのか」の回答は
「その方が安定だから」としか言えません。

現在ではコンピュータを用いた計算で、ある程度どのような結晶構造になるか予測できるようになりつつありますが、それでも簡単には求められません。
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この回答へのお礼

やはり、安定化するという所に関係があるのですね。結晶構造の予測って難しいものなんですね、勉強になりました。回答ありがとうございましたm(_ _)m

お礼日時:2008/01/04 12:25

#1です


了解しました

硫酸イオンが大きく,かつ電荷が1価でない
鉄(II)イオンも2価ですね

なので強く帯電粒子を引きつけますが
硫酸イオンが大きいので
鉄と硫酸イオンだけでは
すかすかになってしまうのです

水から再結晶する場合は
水を隙間に強く引き付けることになります

銅(II)が4配位で5水和物ですから
鉄は6配位で,
硫酸イオンと水は一セットという考えでいいと思います

硝酸イオンは硫酸イオンに比べると
2割程度 カサが低く
電荷も1価なので
相手の陽イオンが1価ならば
結晶水を持つものは多くないと言えると思います

陽イオンが2価になると
硝酸イオンを2個従えることになり
これまたカサの高い隙間ダラケの構造になるので
結晶水を持つようになると思います
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この回答へのお礼

なるほど!大変参考になりました。丁寧な回答どうもありがとうございました。

お礼日時:2008/01/04 22:33

>反応式はFe+H2SO4+7H20→FeSO4・7H2Oでいいのでしょうか?


Fe+H2SO4+7H20→FeSO4・7H2O + H2↑ですね。

>なぜ水和物とならなけらばならないのかがわかりません。
この辺りはよく分からないことが多いので、覚えておく必要があるものだけ「しょうがないから覚える」でいいのです。
硫酸ナトリウムなど、なぜ10水和物になるのか簡単には説明が付きませんし、温度による結晶系の変化(32.38℃で水和水が結晶水になる)なんて、奇妙キテレツです。
wikiの結晶水の説明を貼っておきます。

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%90%E6%99%B6% …
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この回答へのお礼

反応式の補足ありがとうございました。水素の発生を忘れていました
(・A・;)うーん、やっぱり難しいことが多いのですね。とりあえず水和物を作るということだけ頭にいれておきます。

お礼日時:2008/01/04 12:20

>七水和物となるのはわかるんですが、


>なぜ水和物とならなけらばならないのかがわかりません。

ちょっと質問の意図がよく分からないのですが…

この回答への補足

すみません、ちょっとまぎらわしかったですね。硫酸鉄が七水和物という結晶を作るのは知っているのですが、反応が硫酸鉄で終結せずに、水和物を作る理由を教えていただきたいですm(_ _)mわたしが言っていた配位数が6だから…のくだりが理由になるのでしょうか?それだと、五水和物を作る場合の理由にはなりませんよね?

補足日時:2008/01/04 11:53
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