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高校無機化学での質問なんですが、
沈殿する物質と沈殿しない物質は何が根本的に異なっているのでしょうか?
(例えば、CrO4 2-ではAg +は沈殿するがCu 2+はしない等)
また、沈殿しても過剰に加えれば錯イオンになったりすることもありますが、これはどういう仕組みなんでしょうか?

A 回答 (2件)

いわゆる塩の溶解度の問題ですが、


イオンの組み合わせによってほぼ純粋なイオン結合性のものと
共有結合性をかなり含んでいるものとがあります。
Ag(+)はCu(2+)よりも共有結合性が高いと考えられます。

また、今回の例とは反対の傾向となるのですが、
一般にイオンの価数の絶対値が大きくなるほど溶解度は下がります。


錯イオンのお話。

金属イオンが水に溶けるときに、そのまわりには必ず、
水が水和しています。この状態で少量の塩基を加えると
金属イオンに水和した水分子のプロトンが脱離して、
水酸化物イオンが金属にくっついていることになります。

このときできる金属の水酸化物は一般に水に対する溶解度が低いので
多くは白色の沈殿を生じます。

ここに過剰にアンモニア水などを加えると、金属の近くにあった
水酸化物イオンを押しのけて、アンモニアが金属にくっつきます。
この状態は水に溶けやすいので一度生じた沈殿が再び溶解するのです。

両性元素の水酸化物は、金属イオンと水酸化物イオンの電荷が釣り合って
中性になった状態[Al(OH)3]、[Zn(OH)2]が一番溶解度が低く、これよりも
水酸化物イオンの濃度が高い状態では[Al(OH)4](-)、[Zn(OH)4](2-)のように
電荷をもつようになって溶けやすくなるのです。
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色々な種類のものが混ざったとき、ものは一番安定な状態をとろうとします。

このときできたものの溶解度が極めて小さいときその物質は析出します。これが沈殿の現象ですね。もし溶解度が高いときは沈殿せず溶液の状態のまま存在します。だから沈殿するかしないかはできたものの溶解度に依存します。
沈殿の現象はこれくらいにしてなぜCu2+では沈殿しないのかということですがおそらくCuのほうは溶解度が高いのでしょう。はっきりとした答えはできませんが。おそらく反応してCuCrO4はできるはずです。しかし溶液状態で安定(溶解度が高い)ので落ちてこないのでしょう。ちなみにAgの物質が沈殿しやすいのはやわらかい酸だからです。
このことは大学に行ってから習うでしょう。もしnomさんが高校生であるならば。また分からなかったらいってください。
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