錯体について質問です

アルミニウムや、銅などの配位数を複数パターンとると言われている原子は、画像の波全部のように、水が配位数していると見るかどうかによって決まっているということなんでしょうか…?

「錯体について質問です アルミニウムや、銅」の質問画像

質問者からの補足コメント

  • ご回答ありがとうございます
    CuにOH-2つと、NH3が2つ配位するということはないのはなぜでしょうか?
    全てNH3に置き換わる理由がわかりません…

      補足日時:2017/06/14 12:18
  • すみません補足する先を間違えました、一つ目の補足忘れてください!!

    つまり、配位数を複数パターンとることの全てが全て、配位しているH2Oをカウントすることが関係しているわけではないということでしょうか?

      補足日時:2017/06/14 12:21

A 回答 (1件)

銅の酸型は余り出ませんが、アルミはこの場合アルミン酸です。

いわゆる両性金属で、アルカリと水素を発生しながら溶ける奴。配位した水は厳密な数を覚えても無駄です、試験には絶対出ません。出るのは硫酸銅だけ、このとき銅は2+なので、酸型では無く普通の金属。覚えても良いですが硫酸銅の配位型は不思議そのもの。
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ジエステル(エステル結合が2つ)の混合物なので同じように命名されています。
http://www.live-science.com/honkan/qanda/qaalkl007.html
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画像におけるK2に関する式は単位が付いていますがこれは間違いと思っていいのでしょうか?

よろしくお願いします

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平衡定数の厳密解はでは、Kは無次元だと思いますよ。
1、質量作用の法則、平衡定数の発見
  1863年GuldbergとWaageが A+B ⇄ C+Dという反応において
  各物質の濃度を[A][B][C][D]とすると右向きの反応の速度は
  Vf=k1[A][B] 左向きの反応速度はVr=k2[C][D] となり
  平衡では両者の速度が等しいので
  Vf=Vr  からk1[A][B] =k2[C][D] であり、
  [C][D]/[A][B]=k1/k2=Kとし、 さらに一般化した。
  つまり、化学反応式の係数は、反応速度式の乗数と常に等しい
  とし、k1/k2=K は、常に成立すると考えた。
2、この考え方の限界
 ①化学反応式 A+B ⇄ C+D とした場合
  右向きの反応速度が必ず k1[A][B] になるとは限らない。

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  実測で求めるものである。
  *「反応速度式の形(乗数)は、化学反応式(量論式)の係数から
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   いう理由説明は、現在では採用されません。

3、質量作用の法則の発展
  その後、平衡定数Kが熱力学的な研究から厳密に定義された。
  化学ポテンシャル、標準生成自由エネルギー、自由エネルギーの概念の導入
  理想気体、理想溶液から実在気体、実在溶液への拡張のための
  フガシティー、活量の導入 などが寄与したと思います。

平衡定数は -ΔG°=RTlnK (ΔG°は、ギブスの標準反応自由エネルギー変化)で定義されています。
対数関数ですからKは無次元となります。
つまり、ΔG°の単位は、 J/mol  Rの単位は、 J/mol・K  Tの単位は、 K であり、
Kは無次元ということで、上式の左右の単位は合っています。

この熱力学的な定義により、Kは無次元であると No.3さんが答えられています。

この熱力学的な検討により、化学反応式の係数が平衡定数Kにおける各成分の乗数になることが
証明され、質量作用の法則が成立することが確かめられました。

つまり、k1/k2=K は、常に成立するわけではないが、常に化学反応式の係数が平衡定数Kにおける
各成分の乗数になるということです。

熱力学的な誘導式からのKは無次元です。
 今回の事例 {K=[C][D]/[A][B]} では、たまたま各成分の濃度に関する単位が約分され、無次元になります。
しかしながら、化学反応式の係数によっては、各成分の[ ]内が濃度として、例えばmol/Lの単位をつけると
 単位が約分されずにKに単位が生じてしまいます。

 熱力学的な厳密解ではKが無次元ならば、化学反応式の係数によってはKに単位が生じてしまう問題を
どのように考えれば良いのか?

色々な説明方法があり、数学的に詳しく証明される方もお見えだと思います。

しかし、厳密解における[ ]内の項目が単位を持った濃度ではなく、無次元の項目
(実際は 活量)だとすれば、化学反応式の係数がいかようでも、Kが無次元になって
問題がなくなります。

実際に、熱力学的な発展の中で、Kにおける各成分の項目は、厳密には濃度ではなく活量です。

低濃度の場合、活量と濃度はほとんど同じ数値になるので、近似的に活量の代わりに
濃度を用いることは、通常よく行われます。
あくまで、近似的ですが、活量の代わりに濃度そのものを代入するとKに単位が生じます。

反応速度式(k1、 k2)では通常、濃度をそのまま使います。
平衡定数Kは、厳密には活量であって、濃度ではない。近似的に濃度を使う場合が多いということです。

濃度と活量は、低濃度ならばほぼ同じであるが、高濃度になると差が開いてくる。
濃度によって変化してしまうのです。

どの位、濃度と活量に差が生じるのか? pHの場合の計算事例があります。
リン酸 のpH
モル濃度(mol/L)    活量計算 でのpH      濃度計算でのpH
   0.001        3.04            3.05
   0.01        2.23            2.25
    0.1         1.57            1.63
    0.5         1.16             1.25

  濃度が高くなるほど、差が開くことがわかります。

  質量作用の法則に基づいて
  A ⇄ B+C という平衡反応において
    K= [B][C]/[A]     となります。
このKは、熱力学的に化学ポテンシャルや自由エネルギーの概念から
誘導されたK (つまり、無次元)なのか?
各成分項目に 濃度を代入して、単位を持つKなのか?

 本来は、熱力学によって無次元項として誘導されたKだと思いますよ。
そして、それに近似として、濃度を使う。
また、多くの場合(特に低濃度の場合)、その近似は成立して
問題を起こさない。


蛇足 ;wikiの平衡定数の項目では、No.2(No.5)さんが示された
IUPACのページを引用して、
>平衡定数(へいこうていすう、英: equilibrium constant[1])は、化学反応の平衡状態を、
>物質の存在比で表したもの[2]。

存在比なので、無次元と言い切っていますね。

ただし、wikiから引用すると、日本語のwikiは、間違えだらけで信用できないと
しかられるので、あくまで蛇足です。

質問者さんが示された平衡定数は、本来は無次元項だと思います。
しかしながら、No.2(No.5)さんが示されたように、平衡定数には
色々な種類があり、近似的に濃度を代入した平衡定数も世の中では用いられている。

近似的に濃度の数値だけを用いて、単位は無次元という方が正しいように思いますが、
単位をつけて表示されることが慣例として行われているということだと思います。

質量作用の法則の出発点の影響でしょうか?

平衡定数の厳密解はでは、Kは無次元だと思いますよ。
1、質量作用の法則、平衡定数の発見
  1863年GuldbergとWaageが A+B ⇄ C+Dという反応において
  各物質の濃度を[A][B][C][D]とすると右向きの反応の速度は
  Vf=k1[A][B] 左向きの反応速度はVr=k2[C][D] となり
  平衡では両者の速度が等しいので
  Vf=Vr  からk1[A][B] =k2[C][D] であり、
  [C][D]/[A][B]=k1/k2=Kとし、 さらに一般化した。
  つまり、化学反応式の係数は、反応速度式の乗数と常に等しい
  とし、k1/k2=K は、常...続きを読む

QCとCOの還元作用について質問です。 CとCOはFeの精錬のときなど、高温時に還元作用があるものと認

CとCOの還元作用について質問です。

CとCOはFeの精錬のときなど、高温時に還元作用があるものと認識しているのですが、これはあってるでしょうか?それとも常温時でも還元作用があるのでしょうか?

また、それぞれの半反応式ってどうなりますか?
自分で調べたりしたところ、

Cについて、
①C+2O(2-)→CO2+4e(-)
②C+O2→CO2

COについて、
③CO+O(2-)→CO2+2e(-)
④CO+1/2O2→CO2
⑤2CO→C+CO2

のようにいくつか出てきました。
そもそも②④⑤は確かに酸化数は変わっていますが、電子を出していないので半反応式として違和感がありました。

普通に考えるなら、
⑥C+2H2O→CO2+4H(+)+4e(-)
⑦CO+H2O→CO2+2H(+)+2e(-)
のようになりそうですが、CとCOの還元作用を水のあるところで行なっているイメージがないので、正しいのか疑問でした。

おそらく高温条件によって、O(2-)が存在しているのかなと思うのですが………


いっぺんに質問して申し訳ありませんが、どれか一つでもわかるものがあれば情報を与えていただけると幸いです!

CとCOの還元作用について質問です。

CとCOはFeの精錬のときなど、高温時に還元作用があるものと認識しているのですが、これはあってるでしょうか?それとも常温時でも還元作用があるのでしょうか?

また、それぞれの半反応式ってどうなりますか?
自分で調べたりしたところ、

Cについて、
①C+2O(2-)→CO2+4e(-)
②C+O2→CO2

COについて、
③CO+O(2-)→CO2+2e(-)
④CO+1/2O2→CO2
⑤2CO→C+CO2

のようにいくつか出てきました。
そもそも②④⑤は確かに酸化数は変わっていますが、電子を出していないので半反...続きを読む

Aベストアンサー

>CとCOはFeの精錬のときなど、高温時に還元作用があるものと認識
というのは合っています。
ただ、確かに製鋼で鉄鉱石や砂鉄から鉄を取り出すのは、酸化した鉄の還元反応なのですが、
冶金的には上記のような反応式やそれぞれの半反応式等の考え方はしないです。
例えば高炉なら、あくまで鉄と還元剤として働く一酸化炭素COとの反応として捉えて議論されます。
酸化還元反応では電子の授受が重要なことは判っているのですが、電子の授受は問題にせずにスラグや一酸化炭素との反応のみが問題とされます。

高炉での還元剤はCOですが、たたら製鉄ではCが還元剤となります。
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冶金屋独特の考え方なのかも知れませんね。

Q硬くて、融点が低い金属を教えて下さい。 なるべく手に入りやすいものをお願いします。 【アルミぐらいの

硬くて、融点が低い金属を教えて下さい。
なるべく手に入りやすいものをお願いします。
【アルミぐらいの硬さでお願いします。】

Aベストアンサー

融点の低い錫をまず鉄の鍋で溶かします(240度弱)。そこへ銅を入れると、銅単体で溶かすよりも低い融点で溶かすことが出来ます。そうして錫と銅の合金を作り、鋳型に流し込むことで低融点で硬い金属の成形品を作ることが出来ます。これがすなわち青銅というもので、石器時代の後に起きた青銅器時代の冶金技術として比較的古くから有りました。
簡単にということでしたらこの方法で良いかと思います。

QCとCOの還元作用について質問です。 CとCOはFeの精錬のときなど、高温時に還元作用があるものと認

CとCOの還元作用について質問です。
CとCOはFeの精錬のときなど、高温時に還元作用があるものと認識しているのですが、これはあってるでしょうか?それとも常温時でも還元作用があるのでしょうか?

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自分で調べたりしたところ、

Cについて、
①C+2O(2-)→CO2+4e(-)
②C+O2→CO2

COについて、
③CO+O(2-)→CO2+2e(-)
④CO+1/2O2→CO2
⑤2CO→C+CO2

のようにいくつか出てきました。
そもそも②④⑤は確かに酸化数は変わっていますが、電子を出していないので半反応式として違和感がありました。

普通に考えるなら、
⑥C+2H2O→CO2+4H(+)+4e(-)
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のようになりそうですが、CとCOの還元作用を水のあるところで行なっているイメージがないので、正しいのか疑問でした。

おそらく高温条件によって、O(2-)が存在しているのかなと思うのですが………


いっぺんに質問して申し訳ありませんが、どれか一つでもわかるものがあれば情報を与えていただけると幸いです!

CとCOの還元作用について質問です。
CとCOはFeの精錬のときなど、高温時に還元作用があるものと認識しているのですが、これはあってるでしょうか?それとも常温時でも還元作用があるのでしょうか?

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③CO+O(2-)→CO2+2e(-)
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Aベストアンサー

前にも質問されていましたが、製鋼・精錬(特に鉄鋼)等の反応では中高で習うような半反応式では考えません。
高炉では主にCOにより鉄鉱石が還元されて銑鉄を造ります。コークスCによる直接還元も存在しています。

Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 という反応になりますが、実際はもっと複雑です。
高炉の入口と出口だけを考えると上のような反応式をイメージすると良いです。

ですが、鉄鉱石は段階的に、簡単に書くと
Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe
と高炉内を対流しながら鉄鉱石が銑鉄へと還元反応が起こることになります。

鉄鉱石も天然のものですから硫化鉄や不純物が色々と混ざっていたりするので反応は単純ではないです。
Mnやリン、硫黄等、高炉内で反応に関与する元素は多いです。
そのため、上記の質問文中にあるような半反応式で説明はできないです。↓基本的な反応式が書いてあるので参考になると思います。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%AB%98%E7%82%89

日本古来のたたら製鉄は木炭Cが原料の還元剤となります。
砂鉄から鋼を得る方法ですが、高炉内での反応と同様に、やはり上記の半反応式で説明できないです。↓反応式は書いていないので、別に調べないといけないですね。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%81%9F%E3%81%9F%E3%82%89%E8%A3%BD%E9%89%84

上記の事は金属工学の基礎的な事柄なのですが、今は鉄の時代ではないので良い教科書は少ないですね。
金属工学の看板を掲げている学科も無くなり、違う名前になっていて寂しいですね。
私が学生だった頃は、バリバリの鉄屋の先生が教鞭を取っていて、当時の「鉄と鋼」は毎月数センチの厚さの論文雑誌で刊行されていて、
高炉内の反応についても多くの論文が掲載されていた記憶があります。

前の質問で回答された方が紹介してくれた論文が、概略をまとめて書いてあると思います。

前にも質問されていましたが、製鋼・精錬(特に鉄鋼)等の反応では中高で習うような半反応式では考えません。
高炉では主にCOにより鉄鉱石が還元されて銑鉄を造ります。コークスCによる直接還元も存在しています。

Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 という反応になりますが、実際はもっと複雑です。
高炉の入口と出口だけを考えると上のような反応式をイメージすると良いです。

ですが、鉄鉱石は段階的に、簡単に書くと
Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe
と高炉内を対流しながら鉄鉱石が銑鉄へと還元反応が起こるこ...続きを読む

QNaOHをガラス瓶で保存してはいけない理由について

NaOHをガラス瓶で保存してはいけない理由について調べたところ、主に次の二つの理由が見つかりました。
1 NaOHがガラス瓶を腐食して、ケイ酸ナトリウムがビンと蓋の間に生成し、蓋が取れなくなるため。
2 NaOHがビンと蓋の間から侵入した二酸化炭素と反応し、炭酸ナトリウムがビンと蓋の間に生成し、蓋が取れなくなるため。

僕は1が正しいと思っています。ここで質問なのですが、2の反応はガラス瓶が関与していないので、ガラス瓶ではなくプラスチックの容器を利用しても、起こると思うので、ガラス瓶を使ってはいけない理由になっていないと思うのですが、どう思いますか?
ご回答宜しくお願いします!

Aベストアンサー

試験の解答の話であれば、一部だけを取り出したのでは誤解の元です。前の回答でも書いたように、水溶液と固体では違いますし、どの程度の期間、どのような目的で保管するかにもよる話であり、あなたのように、問題の一部だけを切り取ったのではそういった重要な情報が入ってきません。
また、駿台の解答にしても「プラスチック」と書いてある時点で好ましくないです。NaOHの保管に向いていないプラスチックはいくつもあります。
それと大学入試であれば、1の知識まで求められることはないと思います。高校では習わないからです。その一方で、ガラス『栓』がガラス『瓶』の口に固着するからダメであるというのは、中学校か、もしかすると小学校でも習うようなことかもしれません。なので、大学入試で答えるのであれば2で答えるのが適当だと思います。1を答えること自体は悪くないですか、2を答えなければ正解にはなりません。入試で求められているのは1ではなく2ですから。
それと、「プラスチックの容器に保存すべきである。」ではなく、#3にもありますし、#1でも書きましたように「ガラス瓶+ゴム栓はOKです」という認識での解答が求められていると思います。現に、あなたの高校の理科室の水酸化ナトリウム水溶液の容器も、ガラス瓶+ゴム栓になっているはずです。駿台の解答にしても「「Na2CO3が固着して栓が外れなくなるため」までは良いのですが、それ以下が適切とは思えません。

いずれにせよ、大学入試は基本的に高校までに習うことから出題されますし、習わない知識を求められることはありません。なので、実際のところを確認したいのであれば水酸化ナトリウムを使う実験とかの記述とか図とかを調べればわかりそうなものです。受験生が高校で習わないことにまで気を回すのは無駄が多いです。教科書は受験におけるルールブックですので、必要なことは全て書いてありますし、それに従うのは当然のことです。

それと、固体の水酸化ナトリウムであれば話が違ってきます。上で述べたのは水溶液の話です。固体はポリエチレンかポリプロピレンの瓶に入った状態で市販されることが多く、その瓶で保管します。

佐賀県教育センターの教育機関向けの資料でも、「水酸化ナトリウム水溶液などの強アルカリ性溶液をガラス製 の瓶に保管する場合は,ガラス栓ではなくゴム栓をする。(ガラ ス栓が取れなくなることがある)」と書いてあります。つまり、ガラス瓶に保管しても良いということなので1ではダメで、2が正しいということです。これが大学受験における『ルールブック』に書いてあることです。ただし、1に関してはガラス瓶がダメなのではなく、ガラス栓がダメなんですけどね。
http://www.saga-ed.jp/kenkyu/kenkyu_kiyo/image/05yakuhin.pdf

試験の解答の話であれば、一部だけを取り出したのでは誤解の元です。前の回答でも書いたように、水溶液と固体では違いますし、どの程度の期間、どのような目的で保管するかにもよる話であり、あなたのように、問題の一部だけを切り取ったのではそういった重要な情報が入ってきません。
また、駿台の解答にしても「プラスチック」と書いてある時点で好ましくないです。NaOHの保管に向いていないプラスチックはいくつもあります。
それと大学入試であれば、1の知識まで求められることはないと思います。高校では習...続きを読む


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