シュウ酸水溶液と過マンガン酸カリウム水溶液の反応について

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質問者：addhuru
質問日時：2008/11/26 21:22
回答数：2件

　シュウ酸水溶液に過マンガン酸カリウム水溶液を加え温める反応について質問です。
　ここで過マンガン酸カリウム水溶液は硫酸酸性でないければならないということですが、
　
　(1)硫酸酸性とはなんですか？
　(2)なぜ「硫酸酸性」でないとダメなんですか？

　ご指導よろしくお願いします。

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回答 (2件)

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No.2ベストアンサー

回答者： Ichitsubo
回答日時：2008/11/26 22:12

(1) 「硫酸で酸性にした」という意味です。

簡単。

(2)この反応ではシュウ酸と過マンガン酸カリウムの反応量の比が大事です。酸性にするのはこの反応にH^+が必要だから。
ただ、酸性にするのに酸なら何でも良いのでしょうか。
シュウ酸と過マンガン酸カリウムが反応するところに酸自身が割り込んで反応してしまう(＝酸がシュウ酸を酸化したり、過マンガン酸カリウムに酸化されたり)するとこまります。
ということでどちらの働きもない硫酸が用いられます。
塩酸や硝酸ではどうなるでしょうか、お考えください。

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No.1

回答者： elpkc
回答日時：2008/11/26 22:06

硫酸酸性とは、読んで字のごとく

硫酸により液性を酸性にしたものを言います。

なぜ硫酸である必要があるか
シュウ酸と過マンガン酸カリが定量的に
反応するために必要だからです。

課題のようなので、反応式を自分で考えてみてください。
理由がわかると思います。

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Aベストアンサー

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すなわち

(1)シュウ酸ナトリウムに硫酸を加えるとシュウ酸と硫酸（水素）ナトリウム？になった。
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教科書を見てもわかりません↓
どなた教えていただけませんか？

Aベストアンサー

(1)では酸化剤：過マンガン酸カリウム(還元反応)、
還元剤：シュウ酸ナトリウム(酸化反応)になります。

行うべき行程は下記のとおりです。

(1)酸化還元反応が行われる物質間の酸化数を算出し、
参加する物質と還元する物質を明白にする。
※ポイント；酸化数が上昇⇒酸化、下降⇒還元です。
酸化数は化学の教科書に出てくるでしょう。

C2O4^2- ⇒ CO2
2x+(-2)×4=-2 x+(-2)×2=0
x=+3 x=+4
酸化数が上昇するので酸化反応になります。

MnO4^- ⇒ Mn^2+
x+(-2)×4=-1 x=+2
x=+7
酸化数が減少するので還元反応になります。

(2)酸化還元される元素に着目し、その元素の数を合わせます。
C2O4^2-　⇒ 　<2>CO2
MnO4^- ⇒ Mn^2+ ※加算なし

この場合CO2の炭素元素に着目し、左辺の炭素数2に合わせます。

(3)それぞれの反応式にH2O、OH^-を加え、両辺の酸素元素数を合わせます。
C2O4^2-　⇒ 　2CO2　※加算なし
MnO4^- ⇒ Mn^2+　+ <2H2O>

(4)H^+を加えて、両辺のH元素数を合わせます。
C2O4^2-　⇒ 　2CO2　※加算なし
MnO4^- ＋　<4H^+> ⇒ Mn^2+　+ 2H2O

(5)e-を加えて両辺の電化数を合わせます。この過程によりいわゆる
半反応式が完成します。
C2O4^2-　⇒ 　2CO2　+　<2e->
MnO4^- ＋　4H^+ + <e-> ⇒ Mn^2+　+ 2H2O

(6)　(5)で完成した半反応式の電化数を合わせます。
今回の場合では還元側のシュウ酸の電子数にマンガンの電子数を合わせたほうが楽です。

C2O4^2-　⇒ 　2CO2　+　2e-　※変化なし【基準】
2MnO4^- ＋　8H^+ + 2e- ⇒ 2Mn^2+　+ 4H2O ※両辺を2倍にする

(7)両方の半反応式を足して、電子が消滅したら酸化還元反応式が完成します。
C2O4^2-　＋　2MnO4^- ＋　8H^+　⇒ 　2CO2　+ 2Mn^2+　+ 4H2O

(2)と(3)の一部もこの要領で解けると思います。
詳しくは高校化学1Bを確認してください。

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＃１に書かれている物質、またはイオンはすべて教科書に載っています。
書かれていることをうのみにしないで自分で調べてみてください。
１つずつｗｉｋｉで調べてもいいです。

＞あと、熱濃硫酸→真っ黒け

これは何ですか。
濃硫酸も、熱濃硫酸も無色です。
熱濃硫酸を銅と反応させても黒くはなりません。
無水の硫酸銅ができますので薄く汚れたような感じの白い沈澱が出ます。
砂糖に濃硫酸をかたのとごっちゃになっているのではありませんか。

＞硝酸→窒素酸化物の褐色
高校で出てくる反応は２つあります。
濃硝酸と銅の反応ではＮＯ２が発生します。この気体は褐色です。
少し薄めた硝酸と銅の反応では無色の気体ＮＯが出ます。窒素酸化物がすべて褐色であるのではありません。（教科書では希硝酸と書かれています。濃硝酸を５倍ぐらいに薄めるとこの反応になります）

＞Ｆｅ^３　赤さび色
というのはＦｅ(ＯＨ)3のような化合物の色です。
高等学校でもよくでてくるＦｅＣｌ３は水に割合とよく溶けます。
溶かす前はオレンジ色ですが水溶液はオレンジが薄くなって黄色っぽくなります。
水酸化鉄のコロイドの実験では黄色い水溶液を熱水の中に入れてかき混ぜると透明な赤褐色の溶液になるというのが出てきます。水酸化鉄の細かい固体の粒ができて分散しているという説明が付いているはずです。

＞塩素水が黄色

塩素に色が付いているというのは、大量の塩素を扱っている人の認識です。試験管やフラスコに入っている塩素ガスであればうっすらと色が付いているというレベルです。試験管に入ったＮＯ２の色のように濃いものではありません。水にとかしたものは無色です。
色のついた塩素水を作ろうとすればかなりの濃度がなければ駄目でしょう。
二酸化漫画と塩酸で、またはさらしこと塩酸で発生させた塩素を水にぼこぼこと通じて作った塩素水のレベルであれば色は付いていません。

色の変化というのは反応が起こったということの重要な手掛かりです。反応によって何ができたかの反段にもなります。

試験管を見ても反応式が見えるわけではありません。
なにができているかを見極めて反応式を作ることができるのです。

ＣｕとＨＮＯ３の反応では色のついた気体が発生する場合と無色の気体が発生する場合があります。
色は反応が異なるという判断の重要な手掛かりになっています。　　

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よろしくお願いします。

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難しい話は、抜きにして説明します。“原子”とは、構造上の説明に使われ、例えば原子番号、性質、原子質量などを説明する際に使われます。それに対して“元素”というのは、説明した“原子”が単純で明確にどう表記出来るのか？？とした時に、考えるのです。ですから、“元素”というのは、単に名前と記号なのです。もう一つ＋αで説明すると、“分子”とは、“原子”が結合したもので、これには、化学的な性質を伴います。ですから、分子は、何から出来ている？？と問うた時に、“原子”から出来ていると説明出来るのです。長くなりましたが、化学的or物理的な性質が絡むものを“原子”、“分子”とし、“元素”とは、単純に記号や名前で表記する際に使われます。

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付け加えです。

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Cが１個　と　Hが３個で、メチル基
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酸化還元法で過マンガン酸カリウム溶液のファクターの測定をしているのですが、
教科書の注意のところで、
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とありました。なぜなんでしょうか？
また、この実験で私たちの班は、滴定で、いくら過マンガン酸カリウム溶液を加えても微紅色になりませんでした。ずっと、無色のままなんです。
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Aベストアンサー

＞酸化還元法で過マンガン酸カリウム溶液のファクターの測定をしているのですが

一次標準試薬はシュウ酸ナトリウムでしょうか？
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＞過マンガン酸カリウム溶液は、一分間に１０～１５ｍｌ以上早く加えてはならない

上記の主反応は反応速度が小さいので通常は６０℃以上に加温して滴定しますが、
それでも滴下に反応が追随できないことがあるので慎重な操作が要求されます。

＞いくら過マンガン酸カリウム溶液を加えても微紅色になりませんでした

滴定温度が高過ぎると過マンガン酸カリウムが分解されます。
この副反応の反応式は次の様になります。

3MnSO4 + KMnO4 + 2H2O -> K2SO4 + 2H2SO4 + 5MnO2
2MnO2 + H2SO4 -> 2MnSO4 + 2H2O + O2

気を付けましょう。