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モール塩は個体ではFe(II)は安定で空気中のO2によって酸化されにくいが、溶液にするとFe2+不安定で少しずつ酸化されてFe3+になる。 とテキストにあったのですがこれはなぜでしょうか?

A 回答 (1件)

化合物であるモール塩は、Feはその錯体的な構造で酸化からは守られていますが、水溶液にしてFe2+になれば一挙に水溶液中の酸素や酸化物の攻撃で酸化されてしまいます。

化合物とイオン化合物の水溶液中のイオン種になる時の違いで酸化・還元に対する安定性が異なるということだと思います。

参考URL:http://www.tennoji-h.oku.ed.jp/tennoji/oka/2004/ …
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この回答へのお礼

ありがとうございます。参考になりました。

お礼日時:2008/05/25 12:48

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Qモール塩

モール塩(硫酸アンモニウム鉄(II)六水和物)の性質って何ですか??わかる方教えてください!!

Aベストアンサー

モール塩の鉄は2価ですから、通常の鉄の取りやすい酸化数を考えればわかると想います。

Q硫酸第一鉄と硫酸アンモニウムからモル塩を合成する時の質問です。

硫酸第一鉄と硫酸アンモニウムからモル塩を合成する時の質問です。

 モル塩(硫酸鉄IIアンモニア六水和物)を再結晶させるとき、モル塩を硫酸を少し加えた蒸留水に溶かすのは塩を加水分解させないためと聴きましたがどうして加水分解しなくなるのですか?
イオン積の関係で硫酸イオンの濃度を増して、鉄やアンモニアをイオン化させないためですか?
 もしそうならモル塩を再結晶するとき塩に閉じ込められた不純物(鉄、アンモニアイオン)が析出してしまい、純度を上げることにはならないと思うのですが、教えてください。

Aベストアンサー

> どうして加水分解しなくなるのですか?

硫酸の添加によってpHが低くなる(水素イオン濃度が高くなる)からです。


■モール塩の溶解

Fe(NH4)2(SO4)2・6H2O + 大量のH2O → Fe^2+ + 2NH4^+ + 2SO4^2- + 大量のH2O

モール塩は、「塩」という名前がついていることから分かるように、イオン結晶です。イオン結晶は、結晶をつくっていたイオンがばらばらに ばらけることで水に溶けます。ここで起こっていることは、塩化ナトリウムが水に溶解するときに起こっていることと同じです。

NaCl + 大量のH2O → Na+ + Cl- + 大量のH2O

この時点では、まだ加水分解は起こっていません。

■モール塩の加水分解

塩の加水分解とは、溶解したイオンと水分子との間のプロトンのやり取りのことです。

鉄(II)イオンの加水分解[注1]
Fe^2+ + H2O → [Fe(OH)]^+ + H^+

アンモニウムイオンの加水分解
NH4^+ H2O → NH3 + H3O^+

硫酸イオンの加水分解
H2O + SO4^2- → OH^- + HSO4^-

反応式をみると、塩の加水分解とは、溶解したイオンとH2Oの間の酸塩基反応であることが分かります。たとえば鉄(II)イオンの加水分解の反応式では、鉄(II)イオンがブレンステッド酸、水分子がブレンステッド塩基です。

[注1]鉄(II)イオンの加水分解の反応式は
[Fe(H2O)6]^2+ + H2O → [Fe(OH)(H2O)5]^+ + H3O^+
のように錯イオンで考えたほうが分かりやすいかも。

■再結晶させるときに加水分解させないようにするのはなぜか

鉄(II)イオンの加水分解で生じる[Fe(OH)]^+が、不可逆的に反応して不純物になるからです。たとえば水に溶解した酸素に酸化されて鉄(III)イオンになったりします。詳しくは#1さんの回答を読んでください。

■硫酸の添加で加水分解が抑えられるのはなぜか

鉄(II)イオンとH2Oの間の酸塩基反応は可逆反応なので、ルシャトリエの原理を使って化学平衡の位置をずらすことができます。反応式の右辺(生成物側)にH^+があるので、溶液に硫酸を加えてpHを低くすれば(水素イオン濃度を高めれば)、[Fe(OH)]^+の生成(とNH3の生成)が抑えられます。

一方、硫酸イオンの加水分解は、逆に促進されます[注2]。ですので、あまりにも濃い硫酸を使うと、もしかしたら硫酸水素イオンが不純物として再結晶した塩に取り込まれてしまうことがあるかもしれません。しかし、希硫酸からの再結晶ではそんなことは起こらないことが、実験の結果から分かっています。あるいは逆に、そのようなことが起こらないくらい薄い濃度の希硫酸を再結晶に使うのだ、と考えてもいいです。

[注2]水のイオン積が一定だとすれば、[H^+]が大きくなれば[OH^-]は小さくなる。反応式の右辺にOH^-イオンがあるので、[OH^-]が小さくなれば平衡は右側(生成物側)に移動する。

> どうして加水分解しなくなるのですか?

硫酸の添加によってpHが低くなる(水素イオン濃度が高くなる)からです。


■モール塩の溶解

Fe(NH4)2(SO4)2・6H2O + 大量のH2O → Fe^2+ + 2NH4^+ + 2SO4^2- + 大量のH2O

モール塩は、「塩」という名前がついていることから分かるように、イオン結晶です。イオン結晶は、結晶をつくっていたイオンがばらばらに ばらけることで水に溶けます。ここで起こっていることは、塩化ナトリウムが水に溶解するときに起こっていることと同じです。

NaCl + 大量のH2O → Na+ + Cl- ...続きを読む

Q酸化還元滴定

モール塩と過マンガン酸カリウムの酸化還元滴定のレポートで、
・過マンガン酸カリウム(KMnO4)の酸化反応を酸化条件で下で行う理由は?
・過マンガン酸カリウムの標定時及び検水滴定時に溶液を温めるわけは?   
・モール塩をH2SO4で溶かすわけは?
という課題が出ています。

これらについて、一つでも回答を頂けたらうれしいです。

Aベストアンサー

教科書に書いていませんでしたか?
>・過マンガン酸カリウム(KMnO4)の酸化反応を酸化条件で下で行う理由は?
「酸化条件」?「硫酸酸性」の間違いではないですか?
KMnO4は酸化剤ですよ。どのような反応を目的とするかわかりますでしょうか?
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>・過マンガン酸カリウムの標定時及び検水滴定時に溶液を温めるわけは?
この反応の終点はどう言った状態でしょうか?
反応速度が遅い場合、どう言った危険性があるでしょうか?

>・モール塩をH2SO4で溶かすわけは?
「H2SO4はモール塩の加水分解を防ぐ」と、手もとの資料には記載されていますが?
参考資料
技報堂出版株式会社
「図解とフローチュートによる定量分析」

Qモール塩の純度の検討

吸光光度分析より、モール塩中の鉄の総量(Fe(II)+Fe(III))を求めました。
そして、硫酸アンモニウム鉄(II)6水和物と過マンガン酸カリウムによる酸化還元滴定の実験よりモール塩中のFe(II)の定量を行いました。
この2つの実験結果の比較からモール塩の純度の検討を行わなければならないのですが、正直何をすればよいのか調べてもさっぱりわかりません…。
どなたかよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

モール塩中の鉄の総量とFe(II)の量とから、
Fe(II)とFe(III)の量の比を求めるのではないでしょうか。
純粋なモール塩中の鉄は全て2価のはずなので、
その値からモール塩の純度がわかるのでは。

Q吸光度の単位

吸光度の単位は何でしょうか!?
一般的には単位はつけていないように思われるのですが。。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

物理的には、No.1さんも書かれているように吸光度も透過度も基本的に同じ単位系の物理量どうしの「比」なので「無単位」です。しかし、無名数では他の物理量、特に透過度と区別が付かないので、透過度は"透過率"として「%」を付けて表し、"吸光度"は「Abs(アブス)」を付けて呼ぶのが業界(分析機器工業会?)のならわしです。

Qスルホサリチル酸と鉄(III)の錯体構造

実験でスルホサリチル酸と鉄(III)の錯体を作ったのですが、どの原子が鉄(III)に配位するのかわかりません。
鉄(III)はフェノールで呈色するので「OH」の「O」かと思ったのですが、http://f61.aaa.livedoor.jp/~chemical/experiments/SalicylicAcid/では、「COOH」でも配位しています。そうすると、「-SO3H」でも配位出来そうな気がします。
一体、どの原子で配位しているのか、ご意見お願いします。

Aベストアンサー

硫酸イオンやスルホン酸イオンは、鉄とは安定な錯体をつくらない
(ヘキサアコ錯体のカウンターアニオンにはなりますが)ことから
推測すると、miso_loverさんご自身が参考に引かれているURLに
あるサリチル酸の場合と同様に配位しているものと思います。

*同じ酸素原子で配位する場合で比較した場合、
 アニオン化による安定化の寄与が大きいもの(スルホン酸など)ほど
 配位結合をつくるよりもアニオン化した方が安定なので、
 配位子にはなりにくいはずです。
 (例えば水では、10^-7程度が電離、残り99.99・・・%は電離せずに
  水分子のまま ⇒OH-になるよりH2Oとして配位することで安定化)
 (塩素等、原子が異なる場合は、別に考える必要があります)

Q酸化還元反応 Feの定量について

某大学の2年で化学科やってる者です。
先日、「分析化学実験」で、過マンガン酸カリウム標準溶液を用いたFeの定量をやったのですが、相対誤差が約+0.7%ほど出てしまいました。
この原因を調べようと本・ネットともに」探してみましたが見つからず困っております。
正の誤差を生じる原因を何か知っている方がいらしたらぜひ教えてください><
ちなみに、試料は硫酸第1鉄アンモニウム(Fe(NH4)2(SO4)2・6H2O/式量392.14)、滴定剤は0.1NKMnO4標準溶液。硫酸酸性下で滴定を行いました。

Aベストアンサー

No.1です。
そういうことであれば、それは必ずしも誤差とはいえないと思います。
つまり、一般に試料の純度は100%ではありません。分析用の特別なものでない限りは98%程度の純度があれば良い方だと思います。
こういった事情ですので、気にしなければならないほどの誤差ではないと思います。ただし、何回かの滴定の結果にバラツキが多いようでしたら、操作に問題があるということになります。

Q硫酸化鉄(II)と過マンガン酸カリウム水溶液の反応式

酸化還元反応の硫酸化鉄と過マンガン酸カリウムの化学反応式がよくわかりません。イオン反応式は作れるのですが反応式を完成させるうえで反応後の物質がわからないので教えてください。

Aベストアンサー

#1です。

>MnO4(-)+8H(+)+5Fe(2+)→Mn(2+)+4H2O+5Fe(3+) です(あってますか)
あと、硫酸酸性の条件です。

反応材料は硫酸鉄FeSO4、過マンガン酸カリウムKMnO4、硫酸H2SO4です。

イオン反応式には存在しても変化しないイオンは現れません。反応式の左辺にあるイオンの相手がそれです。

MnO4ーの相手の K+
8H+の相手の 4SO42-
5Fe2+の相手の 5SO42-
これだけを両辺に足してみて下さい。

右辺には正の金属イオン、負の硫酸イオンが存在します。正と負を組み合わせると化合物が見えてきます。

右辺に来る-イオンの電荷が偶数ですのでK+と5Fe3+の奇数とうまく合いません。全体を2倍しておきます。

左辺だけ書いておきますから右辺を作ってみて下さい。

2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4

Q硫酸鉄(II)七水和物について

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ベストアンサー

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。

QpHジャンプについて教えてください

「pHジャンプ」ってそもそもどのような現象を指すのですか?
急激にpHが上がることなのか、滴定したときにグラフに生じるブレのことなのか...
そしてpHジャンプはなぜ起こるのかを教えてください。

Aベストアンサー

pHジャンプは中和点付近で急にpHが大きく変化することをいいます。なぜ起こるかというと、例として強酸(HCl 0.1mol/L 10mL)を強塩基(NaOH 0.1mol/L)で中和することを考えてください。

中和滴定では、1滴ずつ落としながら指示薬の変化を見て判断しますよね。今、1滴が0.1mLだとしましょう。最初HClだけであれば[H+]=0.1=1.0×10(-1)mol/Lつまり、pH=1となります。そこに、NaOHが3滴入ると少しだけ中和して
[H+]=(H+の物質量-OH-の物質量)÷体積で求まるので、
[H+]=(0.1×10/1000-0.1×0.3/1000)÷10.3/1000=0.094mo/LとなりpHは1.03となります。H+の物質量に比べてOH-の物質量は3/100ですし、体積もほとんど増えないため[H+]は入れる前の0.1mol/Lと大して変わりません。

しかし、中和点ギリギリまでOH-を加えていくとpHは徐々に上がり始め、今ここまでにおよそ9.8mLのNaOHを加え終わり、pHは3まであがったとします。つまり、[H+]=0.001mol/Lまで減っています。ここに同じように3滴たらすと
[H+]=(0.001×19.8/1000-0.1×0.3/1000)÷21.1/1000=-0.00048mol/Lとなり、pHは10.7となります。少なくてもH+よりOH-の方が多くなるので、pHは7以上になりますよね。たった、3滴=0.3mLでです。このため、横軸を10mL単位や5mL単位でとると0.3mLでpHは3から11に跳ね上がるように見えるのです。

pHジャンプは中和点付近で急にpHが大きく変化することをいいます。なぜ起こるかというと、例として強酸(HCl 0.1mol/L 10mL)を強塩基(NaOH 0.1mol/L)で中和することを考えてください。

中和滴定では、1滴ずつ落としながら指示薬の変化を見て判断しますよね。今、1滴が0.1mLだとしましょう。最初HClだけであれば[H+]=0.1=1.0×10(-1)mol/Lつまり、pH=1となります。そこに、NaOHが3滴入ると少しだけ中和して
[H+]=(H+の物質量-OH-の物質量)÷体積で求まるので、
[H+]=(0.1×10/1000-0.1×0.3/1000)÷10....続きを読む


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