ヨウ素滴定の規定度

あるヨウ素酸カリウム溶液40mlを硫酸で酸性とした後、充分量のヨウ化カリウムを加え、遊離したヨウ素を滴定するのに0.2Nのチオ硫酸ナトリウム溶液が60ml必要であった。

a)ヨウ素酸カリウム溶液のモル濃度はいくらか?

b)ヨウ素酸カリウム溶液の規定度はいくらか?

反応式わかっていますがそこから進みません（＞＜）

No.4 ベストアンサー 回答者： htms42 回答日時： 2008/07/24 19:38

規定度で行き詰っているようですね。

規定度は滴定を意識した濃度です。中和滴定、酸化・還元滴定です。酸・塩基反応一般や、酸化・還元反応一般に当てはめようとすると混乱してしまって意味を持たなくなる場合があります。現在は規定度は使わないようになりました。
使うときには注意が要ります。場面を限ると便利な単位です。

規定度はこの問題のb)で出てきていますが問題の筋立てがおかしいです。問題を作った人が規定度の意味が分かってないように思います。ここで出てきた濃度決定の標準操作は多分以前は規定度を使って表されていただろうと思います。その規定度をついでに問うてみたというだけのお添えものの問題になっています。

規定度を使う立場であれば問題はｂ），ａ）の順番になります。
中和の場合も、酸化・還元の場合も同じです。

規定度は当量（相当量＝相等量＝ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）を使った濃度です。溶液１Ｌ中に１当量含まれていれば１規定（１Ｎ）です。この当量が使える場面（使うことの出来る反応と出来ない反応があります）でしたら
酸の１当量と塩基の１当量は中和します。
酸化剤の１当量と還元剤の１当量はちょうど反応します。

この問題では
０．２Ｎのチオ硫酸ナトリウム６０ｍＬと与えられていますから
０．２×０．０６０当量です。これはヨウ素酸カリウムの当量と等しくなります。ヨウ素酸カリウムの濃度をａ規定とすると
ａ×０．０４０＝０．２×０．０６０、ａ＝０．３Ｎです。これがｂ）の答えです。

ａ）を求めるためにはチオ硫酸ナトリウム１モル＝ｎ当量のｎを求める必要があります。これは反応によって異なります。
今の場合、チオ硫酸ナトリウムとヨウ素酸カリウムの関係ですから＃１のお礼にある２つの式から直接反応に対応する式を求めます。
イオン反応式で書くと
ＩＯ３^－＋６Ｓ２Ｏ３^２－＋６Ｈ^＋
→Ｉ^－＋３Ｓ２Ｏ６^２－＋３Ｈ２Ｏ
です。
半反応式は
ＩＯ３^－＋６Ｈ^＋＋６ｅ^－→Ｉ^－＋３Ｈ２Ｏ
２Ｓ２Ｏ３^２－→Ｓ４Ｏ６^２－＋２ｅ^－
（Ｓ２Ｏ３^２－→(1/2)Ｓ４Ｏ６＾２－＋ｅ＾－）
になります。
放出する電子、または受け入れる電子１モルあたりの酸化剤、還元剤の量が１当量です。ＩＯ３^－は電子６つを出しますから１モル＝６当量です。Ｓ２Ｏ３^２－は電子１つを出していますから１モル＝１当量です。

ａ）の答え
ＫＩＯ３の濃度　０．３Ｎ＝０．３／６ｍｏｌ／Ｌ＝０．０５ｍｏｌ／Ｌ

（１）酸化・還元の半反応式が異なれば当量は異なってきます。酸性条件でのＫＭｎＯ４と中性、アルカリ性条件でのＫＭｎＯ４は反応が異なります。当量も異なる事になります。
この問題でも
ＫＩＯ3＋５ＫＩ＋３Ｈ2ＳＯ4→３Ｉ2＋３Ｈ2Ｏ＋３Ｋ2ＳＯ4
を考えると当量が異なってきます。
初めに当量は混乱する場合があると書いたのはこのことです。
（＃１のお礼にある式は
ＫＩＯ3＋６ＫＩ＋３Ｈ2ＳＯ4→３Ｉ2＋ＫＩ＋３Ｈ2Ｏ＋３Ｋ2ＳＯ4
です。これは
ＩＯ３^－＋６Ｈ^＋＋６ｅ^－→Ｉ^－＋３Ｈ２Ｏ
２Ｉ^－→Ｉ２＋２ｅ^－
になるということを主張したいという式です。ＫＩＯ３１モルは６当量であるということが成り立っているという主張です。でもこういう問題を考える時には反応機構の本当のところまでは分からないのですから辻褄合わせでしかありません。私がa)を解いた時にはＫＩが間に入っているのにもかかわらず直接反応を仮定して考えています。これも形式的ですね。）

（２）酸・塩基の中和反応の場合は放出するＨ＋が１モル、またはＯＨ－が１モルに対応する量が１当量です。
１当量の酸と１当量の塩基は中和します。
１当量の塩酸と１当量の硫酸は同じ働きです。塩酸と硫酸が合わせて１当量あれば水酸化ナトリウムは１当量で中和します。合わせて１モルある場合は水酸化ナトリウムの量が決まりません。

ＮａＯＨと二価の酸の反応では
２ＮａＯＨ＋Ｈ２Ａ→Ｎａ２Ａ＋２Ｈ２Ｏ
を想定して当量を考えています。
ＮａＯＨ＋Ｈ２Ａ→ＮａＨＡ＋Ｈ２Ｏ
の反応を考えるのであれば初めの当量の値を使うことは出来ません。

この回答へのお礼

長い文章ありがとうございます。　
もともとはｂ→aの順番だったのですが自分がだすときヨウ素酸カリウム溶液のモル濃度から考えていたのでこの順できいてみました。
自分は
0.2×0.06＝0.012
チオ硫酸ナトリウムは分子量１５８で１当量あたり７９ｇ
0.012×79＝0.948＝0.006mol
よってヨウ素酸カリウムは0.001molで40mlだから
0.025mol/L


規定度はヨウ素酸カリウムは分子量２１４で1当量あたり２１４ｇ
よって0.001×214÷２１４＝0.001（当量）　
よって0.025N

とやってしまいました。

教えていただいたものは理解できましたが自分な何がいけなかったかできたらおしえてください。

お礼日時：2008/07/24 22:51

No.5 回答者： htms42 回答日時： 2008/07/25 21:37

＞教えていただいたものは理解できましたが自分な何がいけなかったかできたらおしえてください。

チオ硫酸ナトリウム１モルは１当量です。
ヨウ素酸カリウム１モルは６当量です。
規定度の意味が分からないのになぜチオ硫酸ナトリウム１当量の質量を７９ｇとしたのですか。これは１モル＝２当量ということになります。
ヨウ素酸カリウム１当量の質量を２１４ｇとしたのですか。これは１モル＝１当量ということです。
イオンになった時の価数を手がかりにしたのではないですか。

当量についての説明は検索すれば見つかるはずです。
計算をする前に調べてみなかったのですか。

もう一度私の書いた当量の説明を読んでください。

おまけ
チオ硫酸ナトリウム、ヨウ素酸カリウムは分子ではありません。食塩と同じイオン結合性物質です。分子量という言葉を使うことは出来ません。

No.3 回答者： elpkc 回答日時： 2008/07/23 15:07

0.2×60=x×40×6

だから、0.05

この回答へのお礼

0.2わどっからでてきたんですか??（＞＜）
規定度＝mol/lってことですか??

お礼日時：2008/07/23 21:19

No.2 回答者： elpkc 回答日時： 2008/07/23 12:38

ヨウ素酸カリウム 1モルよりヨウ素3モル

その1モルがチオ硫酸2モルを消費するのですから、

1モルより6モルでしょう。

だから、チオ硫酸1モルに対応するヨウ素酸カリウムは1/6モル。

0.1mol/Lチオ硫酸1mLは0.0035670gのヨウ素酸カリウムになりますね。
だから、後は計算で。

この回答へのお礼

0.025mol/Lとなるわけですね??

お礼日時：2008/07/23 13:54

No.1 回答者： elpkc 回答日時： 2008/07/23 07:41

課題のようなので、

では、反応式を示してください。
その式より説明しましょう。

この回答へのお礼

ＫＩＯ3＋６ＫＩ＋３Ｈ2ＳＯ4→３Ｉ2＋ＫＩ＋３Ｈ2Ｏ＋３Ｋ2ＳＯ4

２Ｎａ2Ｓ2Ｏ3＋Ｉ2→２ＮａＩ＋Ｎａ2Ｓ4Ｏ6

です。おねがいします。

お礼日時：2008/07/23 12:15