親子におすすめの新型プラネタリウムとは?

化学の実験で、塩化コバルト六水和物を水に溶解し、酢酸カリウム、エチレンジアミン四酢酸(H4edta)をくわえて溶解させ湯浴させ過酸化水素水を加えて、再び湯浴して、ろ過して冷却後、エタノールを加えて、K[Co(edta)]の結晶を析出させました。これを吸引ろ過したあと、エタノールで洗浄して、乾燥させて重量を測りました。

ここで、疑問が湧いてきたものの、本でも読んでわからないのがあります。
(1)edtaがどうしてさまざまな金属と錯体を生成するのでしょうか?
(2)結晶を析出させるのにどうしてエタノールを加えたのでしょうか?そしてどうして結晶をエタノールで洗浄したのでしょうか?

引き続き本でも調べてみますが、どうかお願いします

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A 回答 (2件)

答えとなる文章がそのまま書いてあることは稀です。

常に,原理を理解するように心がけましょう。さて,

> Nの非共有電子対が2つ、Oの非共有電子対が4つ、合計で6つ非共有電子対があるので

多座配位特有の効果については何も述べられていませんね。単座配位子が6個配位するよりも,edta のような6座配位が1個配位するほうが,熱力学的にかなり有利なのです。錯形成反応や配位子交換反応におけるエントロピー変化に関係します。その詳細はご自分でお調べください。

また,形成される環の員数(?)も,錯体の安定性に大きく影響します。これも諸説がありますので,詳しくはお調べください。

> イオンからできている物質だから水に溶けやすい
> 水に溶けやすいから、エタノールで洗った

イオン性でエタノールに良く溶ける錯体はごまんとあります。溶解度,貧溶媒と良溶媒などをキーワードに調べなおし,できれば数字を入れて議論しましょう。
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本にある記述の内容が分からないのか,そもそも読むべき本が分からないのか,どちらでしょうか? 質問の文章を読む限り,そのどちらでもなく課題の丸投げにも見えますが…。



(1)は配位化学の本で,錯形成反応の熱力学に関する部分を読んでください。錯形成反応における単座配位子と多座配位子との決定的な違いが分かれば,それが答えです。

(2)は実験化学講座で再結晶の原理や手順などを読み,その意味を理解しましょう。
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この回答へのお礼

失礼な文章、投稿大変申し訳ありませんでした。
図書館から実験化学講座(丸善)、基礎化学、新しい錯体化学と言う本で探してみていたのですが、なかなか答えを探せず、困ってしまったので投稿してしまいました。本当にすみません。
(1)はedtaがNの非共有電子対が2つ、Oの非共有電子対が4つ、合計で6つ非共有電子対があるので金属原子と結合して、錯体を形成しやすいと言うことでいいのでしょうか?
(2)は本を探しても見つからなかったのですが(もっとしぶとく探す必要があるのでしょうか?)、実際に実験を行っていて考えたのは、水に溶けやすいから、エタノールで洗ったのではないかということです。できた結晶ももともと水和物であるし、イオンからできている物質だから水に溶けやすいのでわないかと考えてみたのですが之って同なんでしょう?

お礼日時:2003/12/19 11:13

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Qコバルト(III)錯体

実験でコバルト(III)錯体を4種合成しました。
そのあと、電子吸収スペクトルを測定したのですが、課題で
分光化学系列について、なぜ、配位子により第I吸収帯がシフトするのか、化学結合に基づいて説明せよ、というのが出てるのですが
さっぱり分かりません。

ちなみに、合成した錯体は
トリス(オキサラト)コバルト(III)酸カリウム・三水和物 K3[Co(ox)3]・3H2O

エチレンジアミンテトラアセタトコバルト(III)酸カリウム・二水和物
K[Co(edta)]・2H2O

ペンタアンミンクロロコバルト(III)塩化物
CoCl(NH3)5Cl2

ヘキサアンミンコバルト(III)塩化物
[Co(NH3)6]Cl3

の4種です。
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

「化学結合に基づいて」とありますが、たぶん配位結合のことだと思います。
分光化学系列とは同一中心金属に、さまざまな配位子を同様な構造をとるように配位させた時に見られる可視部近くの比較的弱い吸収帯を波長順に並べた配位子の序列のこと。と習った気がします。
吸収極大のエネルギーの大きさに関係あるんじゃないかなぁと私は思いました。
本で調べてみたら、吸収極大の大きさの順は中心金属によらず
I^- < Br^- < Cl^- < F^- < OH^- < C2O4^2-~H2O < NCS^- < ピリジン~NH3 < エチレンジアミン < ピピリジル < 1,10-フェナントロリン < NO2^- < CN^-
とありました。
勘違いな回答かもしれませんが、参考になったらうれしいです。

Qコバルト錯体の合成法について

トリス(オキサラト)コバルト(3)酸カリウム三水和物の合成の反応等について教えてください。

合成方法は
まずシュウ酸2水和物とシュウ酸カリウムを水に溶かし、ここに炭酸コバルトを加え、二酸化鉛を加え、さらに酢酸を加え攪拌しながら放置します。すると沈殿が発生するのでこの沈殿を取り除き、残った溶液にエタノールを加えます。すると、また沈殿が発生するのですがこの沈殿がトリス(オキサラト)コバルト(3)酸カリウムです。

この合成の反応機構を教えてください。調べた結果、二酸化鉛はCo(2)→Co(3)へと酸化させるために使ったのではないかということが分かりましたが、それであっているのかと、途中でできた沈殿が何か、酢酸やエタノールはそれぞれ何のために加えたかなどを教えてもらえると助かります。

Aベストアンサー

興味があって、調べてみました。
(考えたけど答えが出なかったので)

反応式は以下。

CoCO3+H2C2O4→CoC2O4+H2O+CO2
   (シュウ酸)

2CoC2O4+4K2C2O4+PbO2+4HC2H3O2→2K3[Co(C2O4)3]+
    (シュウ酸カリウム)(酢酸)
2KC2H3O2+Pb(C2H3O2)2+2H2O
(酢酸カリウム)(酢酸鉛)

1)鉛は Co((2))からCo((3))への酸化剤
2)途中で取り除く沈殿は 未反応のPbO2
3)酢酸の役割は2番目の式
4)エタノールは目的の錯体を沈殿させるため
  (エタノールに溶けない)

Qキレート滴定について。

度々失礼します。

キレート滴定の実験で、溶液のpHを緩衝溶液で特定のpH範囲に調整しなければならないのはどうしてでしょうか?
どなたか解る方教えてください。

Aベストアンサー

理由1:金属イオンとキレートが結合する強さ(安定度定数)は、pHによって変化する。
 pHが低いほど結合は弱くなるので、できれば高pH域でやりたい。
理由2:しかし、金属イオンはpHが高くなると水酸化物の沈殿になり、キレート滴定できない。
 水酸化物が出来ないpH領域でなければならない。
理由3:キレート剤は酸であり、金属イオンと結合する際、水素イオンを放出すし、溶液のpHを変化させる可能性がある。
 このため、溶液にpH緩衝性を持たせている。

参考:少し前の質問
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=857044

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、
こ...続きを読む

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アスピリンの薄層クロマトグラフィーについて

 化学実験で、サリチル酸と無水酢酸からアスピリンを合成し、精製したアスピリンと未精製のアスピリン、さらに比較物質として標準サリチル酸、標準アスピリンの4つをスポットしてクロマトグラフしました。
 その結果、サリチル酸のRf値がアスピリンのそれよりも大きくなりました。シリカゲルTLCにおいて、シリカゲル表面に対する官能基の吸着の強さは、COOH>OH>OCORだから、アスピリンの方が大きくなると思うのですが・・・
 あと、未精製のアスピリンを展開したところ、アスピリンの他に、薄いスポットが見られたのですが、これは未反応のサリチル酸と考えてよいですか?それとも解離した状態のものが含まれているのでしょうか?
 展開溶媒にはヘキサン、酢酸エチル、ギ酸を15:4:1で混合したものを用いました。
 どなたかお答えしていただけたら嬉しいです。お願いします!

Aベストアンサー

補足です。
>サリチル酸で分子内水素結合が起こったとき、ヒドロキシル基の酸素と、カルボキシル基の水素で起こるんですよね?
ヒドロキシル基の水素と、カルボキシル基の酸素(C=Oの方)で起こります。

>シリカゲルが水素結合を形成できなくなるのは、試料の極性に関わるんですか?
シリカゲルが試料と水素結合を作ると、シリカゲルと試料が強く引き合うことになり、展開溶媒が移動しても、試料の移動が起こりにくくなり、極性が大きくなると言うわけです。
サリチル酸、アセチルサリチル酸ともにCOOHのHがシリカゲルと水素結合を作ることは共通ですので、それ以外のOHとCH3COOの部分を比較することになります。
普通は、OHの方がCH3COOの場合よりも極性を大きくするのですが、この場合には分子内水素結合のために、OHによる極性の増大効果が小さいということです。

>試料の展開溶媒への溶解度はこの場合関係ないのでしょうか?
試料の展開溶媒への溶解度が極端に小さいとか、TLCプレートにつけた試料が著しく多いという場合以外には、あまり気にする必要はありません。

類似の質問はこれまでにも多く出ていますので、そちらの説明も読んでみて下さい。
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1723458

なお、未精製のアスピリン中の薄いスポットは、サリチル酸と考えるの妥当だと思いますが、断定するには標品との比較が必要でしょうし、それが未反応のものなのか、生成物が分解したものかを判断するのは難しいと思います。

補足です。
>サリチル酸で分子内水素結合が起こったとき、ヒドロキシル基の酸素と、カルボキシル基の水素で起こるんですよね?
ヒドロキシル基の水素と、カルボキシル基の酸素(C=Oの方)で起こります。

>シリカゲルが水素結合を形成できなくなるのは、試料の極性に関わるんですか?
シリカゲルが試料と水素結合を作ると、シリカゲルと試料が強く引き合うことになり、展開溶媒が移動しても、試料の移動が起こりにくくなり、極性が大きくなると言うわけです。
サリチル酸、アセチルサリチル酸ともにCOOHのHが...続きを読む

Qエタノールで溶解度が下がる理由

高校化学無機の問題で、テトラアンミン銅イオン、硫酸イオンの入った水溶液にエタノールを加えると、硫酸テトラアンミン銅(という名前なのかわかりませんが、前記の二つのイオンのイオン結晶なのでしょうか)が析出するという問題に出くわしました。溶解度が下がるからというところまではわかったのですが、なぜエタノールによって溶解度が下がるのでしょうか。回答よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

心配しないで下さい。この問題は非常に難しいです。2人の方が回答されていますが質問を言い換えただけか、もしくはほかの事を回答されている様な気がします。

なぜ溶解度が下がるか。エタノールはイオン解離性の物質は溶かし難いのです。水はイオン性の物質を溶かし易い。イオンとして解離させるのでその分多く溶解させることが出来るのです。一方エタノール中は水よりもイオン化しにくいので、分子として溶解するしか無く、イオンにならない分溶解度も下がってしまう。(なぜ、エタノールはイオン化させ難いか。。。これは調べてみてください。忘れました・・・笑

では、今まで水に溶けていたものがエタノールを加えることによって、イオン化度が下がり溶解度が下がった理由は?これはかなり難しい質問です。水自体の質量は変わっていないのに、さらに体積も増えているのに溶解度が下がった。。。おそらく、イオン解離を助けていた水分子がエタノールに親和して、其の分解離平衡がずれ、析出してしまったのだろうと思いますが、なぜ水に使われるか、などなどこの辺は難しいです。

高校生でしょうか。残念なが納得できる答えを得るにはまだ知識が足りないと思います。大学で勉強してみてください。

心配しないで下さい。この問題は非常に難しいです。2人の方が回答されていますが質問を言い換えただけか、もしくはほかの事を回答されている様な気がします。

なぜ溶解度が下がるか。エタノールはイオン解離性の物質は溶かし難いのです。水はイオン性の物質を溶かし易い。イオンとして解離させるのでその分多く溶解させることが出来るのです。一方エタノール中は水よりもイオン化しにくいので、分子として溶解するしか無く、イオンにならない分溶解度も下がってしまう。(なぜ、エタノールはイオン化させ難い...続きを読む

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キレート滴定について。

銅とEDTAを使って滴定をしました。その時に、TAR指示薬を使用しました。そうしたら、終点付近で赤紫から黄緑に変色したのですが、この時の変色はTAR指示薬のどのような構造変化によるものですか。また、出来ればNN指示薬についても回答していただくと嬉しいです。

それと、水が硬水か軟水かとはどのようにして判定するのですか。

Aベストアンサー

TAR指示薬は弱酸性条件で、Cu2+とキレートを形成し赤紫になります。これにEDTAを加えていくと、EDTAとCu2+の量が同じになった時点で、TAR指示薬とCu2+のキレート構造が崩れ、フリーの(キレートを形成していない)TAR指示薬が生じ、それに伴って色が黄色に変化します。
これは、EDTAの方がTAR指示薬よりもキレートを形成する能力が高いからです。

NN指示薬は塩基性条件でCa2+とキレートになっているときが赤色で、そうでない時が青色になります。
したがって、TAR試薬の場合と同様に、EDTAの量がCa2+と同じになった時点で、キレート構造が崩れ、青色になります。
つまり、いずれの場合も、キレートになっている状態から、フリーな状態への構造の変化に伴って変色していることになります。

硬水と軟水の評価は、Ca2+とMg2+の濃度の合計で評価します。水の硬度に関する説明は、インターネット上でも多く見られますし、過去の質問の中にもあると思います。一応、参考URLを1つだけあげておきます。

参考URL:http://pt.imaginet.ne.jp/~tambe/coffee/Hardness.html

TAR指示薬は弱酸性条件で、Cu2+とキレートを形成し赤紫になります。これにEDTAを加えていくと、EDTAとCu2+の量が同じになった時点で、TAR指示薬とCu2+のキレート構造が崩れ、フリーの(キレートを形成していない)TAR指示薬が生じ、それに伴って色が黄色に変化します。
これは、EDTAの方がTAR指示薬よりもキレートを形成する能力が高いからです。

NN指示薬は塩基性条件でCa2+とキレートになっているときが赤色で、そうでない時が青色になります。
したがって、TAR試薬の場合と同様に、EDTAの量がCa2+と同じに...続きを読む

Q理論値との違いの理由

塩酸、水酸化ナトリウム水溶液共に0.1、0.01、0,001、0.0001、0.00001Mの稀釈溶液をpHメーターを用いてpHを測定しました。
各水溶液とも理論値と若干ずれた値がでています。
それはなぜかわかるかたいらっしゃいましたら教えてください。

Aベストアンサー

単純 誤差があるから

図るのもすべて正確な値は表示しません
ある誤差を含んだ範囲しか測定できないのです

他には
・使用した水が純粋な水でなかった
・ビーカ等に付着物があった
・測定にミスがあった
・測定器の取り扱い方が正確でで無かった
 測定器によっては、つかう前に校正をしないといけない物もある
 電気をいれた直後は安定しない
 電気をいれて2時間後くらいに使用しないといけない
・精度がいるのに精度がない測定器をつかった
 なんかがあります

 たぶん 誤差ですね

例で書くと
 重さを量るとします

 誤差が±3%の測定器をつかうと

 正確な100gの物なら
 97~103gの範囲のどれかを値がでますけどね

Qイオン交換樹脂の洗浄について

今レポートを作成しているのですが、
イオン交換についてのレポートを作成しています。

ナトリウムイオンのみ、カルシウムイオンのみ、ナトリウムイオンと
カルシウムイオンを、イオン交換樹脂に流し、吸着させて、
水素イオンと交換するのを確かめる実験です。

それで、ナトリウムイオンとのイオン交換が終了したら、
樹脂を塩酸とイオン交換水で洗浄します。
カルシウムイオンのイオン交換が終了しても、
樹脂を塩酸とイオン交換水で洗浄します。

この洗浄にはなんの意味があるのでしょうか?
しかもどうしてイオン交換水だけでは駄目なのでしょうか?

できれば早くの回答お願いします。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

既に#1のお答えにありますので補足だけ。
陽イオン交換樹脂は樹脂上に酸が固定された(例えばスルホン酸型)状態になっています。
これをまず塩酸で洗って酸上に着いているかも知れない水素以外の陽イオンを外します。次にイオン交換水で洗って塩酸を洗い出します。
これで使用できます。
次に御質問者がなさったように陽イオンを含む水溶液を流します。するとイオン交換樹脂上の水素イオンが陽イオンに交換されます(だからイオン交換樹脂と呼ばれます)。
陽イオンを洗い出すときには純塩酸を流します。
この塩酸のpHによりイオン交感クロマトグラフをおこなう事ができます。
つまりイオン交換樹脂上の酸と水相の酸の酸性度の違いにより「平衡」でどのイオンがどちらに行くか決まります。ですので、次に使う前にはかなり濃度の濃い塩酸を充分流して金属陽イオンなどを外さなくてはならないわけです。


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