過マンガン酸カリウムを酸性溶液にするには,硫酸を使う理由を教えてください。また,硝酸ではいけない理由もあわせて質問します。

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A 回答 (2件)

「直ぐに解答ほしいです」の割にはまだ締め切っていないようなので...


酸性溶液にしないといけない理由は既知と言うことで、
硝酸も酸化作用を示します。
塩酸ではCl-が酸化される可能性があります。
以上
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過マンガン酸カリウムは酸化剤ですね。



そのため,有機カルボン酸では反応してしまいます。

これは塩酸の場合も同じで,おそらく硝酸でも同じだと思います。

そのため,硫酸を使い,硝酸ではいけないわけです(多分・・・)。

 
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Q過マンガン酸カリウムの塩基水溶液?

金沢大の入試問題の問題文に次のような記述がありました。
「分子式C8H8O2で表される芳香族カルボン酸Bを過マンガン酸カリウムの塩基水溶液と反応させ、この水溶液を希硫酸で酸性にするとジカルボン酸Dが生じた…」
この「塩基水溶液と反応させ」というところが何を意図しているのか分かりません。
今まで「酸化には硫酸酸性の過マンガン酸カリウム水溶液」と機械的に覚えていたのがいけないのだと思うのですが、どなたか、何を目的としてどういう反応を起こさせているのか教えてください。

Aベストアンサー

 何かで使ったぞ・・・と思ってひさしぶりに有機のテキスト調べ直しました。
 有機の分野では良く聞いたと思いますが、大学2年ぐらいでやっと出てくるようなことですね。ただし、このこと自体は問題に関係していないので・・・
 大学の入試問題は、教授とかが半年ぐらいかけて作るんですよ。本当に実験とかまでやって・・・この内容からは現役の研究者が実際の実験操作を思い浮かべながら、それに忠実に従って作った問題なのだろうと思います。ある意味、誠実さを表す問題で(解答自体には関係しないし)、ゆるせるかな・・・と思いました。
 これは過マンガン酸カリウムの酸化作用に関するもので、通常用いる硫酸酸性下での過マンガン酸カリウムよりも『穏やかな酸化作用』を用いたということになります。オレフィン(エチレン系炭化水素)の二重結合に酸素を導入しそれに水を反応させ開裂させて-OH 2個を導入する。反応はここで止まらずオレフィンによって反応性が異なり,次のようになる。
●アルカリ溶液下での過マンガン酸カリウムの働き
(1)
CRR´= CR´´R´´´→ CRR´- CR´´R´´´
               |-- O --|
            (これ↑はC-O-Cの結合です)
→CRR´(OH)-C(OH)R´´R´´´
+ H2O ジオールの生成(ここでとまらない)
→RR´C=O + R´´R´´´C=O 
  CにHがついていなければ『ケトン類』ができる。
  ジオールで止らないところが特徴。

(2)
CRR´= CHR´´→ 途中省略→ RR´C=O + R´´COOH
           CにHがついていれば『カルボン酸』ができる。
というものです。

※有機化合物を冷アルコール溶液に溶かし、炭酸ナトリウム溶液数滴を加えて撹拌し、過マンガン酸カリウム溶液を1滴加え、過マンガン酸カリウムの赤紫色がすぐに消えるようならば、二重結合を持つと考えてよいという,臭素水と同様な検出反応に使われるようです。
 二重結合は他の酸化開裂によってもC=Oや-COOHになる反応を起こすので,ただそれ以上の分解をさせずに穏やかな条件で『確実に二重結合部分のみを反応させた』といいたかったのだろうと思います。

 何かで使ったぞ・・・と思ってひさしぶりに有機のテキスト調べ直しました。
 有機の分野では良く聞いたと思いますが、大学2年ぐらいでやっと出てくるようなことですね。ただし、このこと自体は問題に関係していないので・・・
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Q硫酸酸性の過マンガン酸カリウムと硫酸鉄(Ⅱ)の化学反応式がわかりません。 KMnO4+5FeSo4+

硫酸酸性の過マンガン酸カリウムと硫酸鉄(Ⅱ)の化学反応式がわかりません。
KMnO4+5FeSo4+4H2SO4←左辺はわかりましたが右辺がよくわかりません。
Mn2++5Fe3++4H2OにどのようにしてK+と9SO4-をつけるのですか?
分かる人お願いします。

Aベストアンサー

>Mn2++5Fe3++4H2OにどのようにしてK+と9SO4-をつけるのですか?
一つずつ処理(陽イオンと陰イオンを組み合わせて、それらしい化合物を作る)しかありませんね。
陰イオンは「硫酸イオン」しかありませんから、種類の多い陽イオンに順に化合物を作成しましょう。
修正:SO4- → SO4^2-
・Mn^2+:SO4^2-
・5(Fe^3+):15/2(SO4^2-)
・K+:1/2(SO4^2-)
これでめでたく9個の「SO4^2-」を処理できました。
しかし、問題が・・・
化学反応式の係数に分数はいただけません!
最後に全体を2倍して係数を全部整数にしましょう。
これで完成です。

QCODを過マンガン酸カリウム法で定量する際の滴定量について

上水試験法を見ますと、CODを過マンガン酸カリウム法で定量する際、過マンガン酸カリウムの滴定量は5mL程度になるようにするとあります。

この理由として、反応中の過マンガン酸カリウムの濃度がかわり、酸化率が変化すると書いてあります。

どうして5mL以上にすると、反応中の過マンガン酸カリウムの濃度が変化するのか?酸化率が変化するのか?

ご存じの方、教えて頂けないでしょうか??

Aベストアンサー

マンガンはKMnO4の正7価やMnSO4などの正2価の他に、正3価や正4価なども比較的安定です。
(よく知られている所では二酸化マンガン(IV)・MnO2)
そのため、過酸化マンガンの濃度が高くなりすぎると、Mn(VII)→Mn(II)の反応が定量的にならなくなる可能性が生じます。
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(滴定量がこれを著しく越える場合は、ホールピペットなどで希釈したものを滴定し、希釈率から逆算)

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滴定時のサンプル体積が同試験法の2倍体積だった場合は、10ml程度を目安に、ということになります。
(通常は、そういうことはしませんが)

Q過マンガン酸カリウムKMnO4の硫酸酸性水溶液と過酸化水素H2O2の水

過マンガン酸カリウムKMnO4の硫酸酸性水溶液と過酸化水素H2O2の水溶液の酸化還元反応式を導く問題で 
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の 
半反応式を掛け足しして電子e(-) を消そうとするのは何故?



最後に反応に関係なかったK(+)とSO4(2-)はどのように、どこに、どうやって加えるの?

Aベストアンサー

この反応が終わった後, 溶液全体でみると電子は「余る」こともなければ「足りなくなる」こともありません. つまり, 溶液全体でおきた反応としては (見掛け上) 電子は関与しなくなります. この事実に対応して, 最終的な反応式には電子が含まれないことになります. 従って「電子を消す」ということになります.
あと, 反応に関係しなかったやつらは「最後に帳尻を合わせるため」に加えます. 例えば MnO4^- は過マンガン酸カリウム KMnO4 として存在していたので, 最終的な式に残っている MnO4^- と同じだけの K^+ を両辺に加えることになります. また, 水素イオン H^+ は硫酸から出てくるので, 水素イオンをすべて硫酸にするために必要な文の硫酸イオンを両辺に加えます. 結果的に右辺では K^+ と SO4^2- が両方余ってきますが, これは K2SO4 という形でまとまるはずです.

Q(1)シュウ酸ナトリウムと過マンガン酸カリウムの反応式を書く

(1)シュウ酸ナトリウムと過マンガン酸カリウムの反応式を書く

(2)過酸化水素と過マンガン酸カリウムの反応式を書く

(3)シュウ酸ナトリウムと過マンガン酸カリウムおよび、過酸化水素と過マンガン酸カリウムの反応を、電子の授受が明らかになるように、酸化反応と還元反応の2つの反応に分けて示せ

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。

(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=+...続きを読む

Q高校化学の問題です 硫酸で酸性にした過マンガン酸カリウム水溶液とちょうど反応する硫化鉄(Ⅱ)FeSO

高校化学の問題です

硫酸で酸性にした過マンガン酸カリウム水溶液とちょうど反応する硫化鉄(Ⅱ)FeSO₄水溶液の反応において、過マンガン酸カリウムと硫化鉄(Ⅱ)の物質量の比はいくつになるか。

酸化還元反応の問題なんですが、反応式の立て方がわかりません(T_T)
おねがいしますm(_ _)m

MnO₄− + 8H+ 5e− →Mn²+ +4H₂Oは
わかります!

Aベストアンサー

以下,下に付く数字を「_2」のように,上に来るイオン価数を「^3+」などと書きますが,読みにくいので紙に書き直してみてください.

「鉄イオンには2価のものと3価のものがある」

と覚えてください.そうすると,Fe2+ が酸化されたときの変化は次のようになることがわかります.

Fe2^+ → Fe^3+

両辺の電荷をe-を補ってあわせると

Fe^2+ → Fe^3+ + e^-

これを酸化剤の式と組み合わせるのですが,そのとき,e^- の数が同じになるようにします.つまり

MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- → Mn^2+ + 4H_2O
5Fe^2+          → 5Fe^3+ + 5e^-   (両辺を5倍した)

辺々足し合わせて,5e^-を消去すると

MnO_4^- + 8H^+ + 5Fe^2+ → Mn^2+ + 4H_2O + 5Fe^3+

この式からKMnO_4とFeSO_4の物質量比は1:5であることが分かります.


なお,イオン式でない化学反応式を作りたいときは,イオンの元を考えると,

MnO_4^- ← KMnO_4
H^+ ← H_2SO_4 (硫酸酸性)
Fe^2+ ← FeSO_4

ですので,イオンを元の形に戻すのに必要なイオンを左辺に補い,同じものを右辺に加えます.

(K^+ + MnO_4^-) + (8H^+ + 4SO_4^2-) + (5Fe^2 + 5SO_4^2-)
 → Mn^2+ + 4H_2O + 5Fe^3+ + K^+ + 9SO_4^2-

イオンを適当に組み合わせると
KMnO_4 + 4H_2SO_4 + 5FeSO_4 → MnSO_4 + 5/2 Fe_2(SO_4)_3 + 1/2 K_2SO_4

両辺を2倍して・・・以下略(係数比は2:10).

以下,下に付く数字を「_2」のように,上に来るイオン価数を「^3+」などと書きますが,読みにくいので紙に書き直してみてください.

「鉄イオンには2価のものと3価のものがある」

と覚えてください.そうすると,Fe2+ が酸化されたときの変化は次のようになることがわかります.

Fe2^+ → Fe^3+

両辺の電荷をe-を補ってあわせると

Fe^2+ → Fe^3+ + e^-

これを酸化剤の式と組み合わせるのですが,そのとき,e^- の数が同じになるようにします.つまり

MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- → Mn^2+ + 4H_2O
5Fe^2+  ...続きを読む

Q過マンガン酸カリウムについて

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、
「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」
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。
なぜならなかったのか、どなたか、わかる方がいれば教えてください。

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?
そのとき主反応の反応式は次の様になります。

5Na2C2O4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 -> 2MnSO4 + K2SO4 + 5Na2SO4 + 10CO2 + 8H2O

>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。

Qアルカリ性過マンガン酸カリウム溶液

アルカリ性過マンガン酸カリウムを、仕事で使用しているのですが、塩化ヒドロキシルアンモニウム以外の色消はあるのでしょうか?

Aベストアンサー

アスコルビン酸なんかどうですか?

Q過マンガン酸カリウムの標定について

過マンガン酸カリウムの調整のところで、過マンガン酸カリウム溶液をウォータバス上で加熱後1夜暗所に放置すると書いてありますが、何故でしょうか?熟成するということなんでしょうか?お願いします。

Aベストアンサー

過マンガン酸カリウムは不純物を含んでいることが多いことと、有機物などによって分解しやすいためとのことです。

すなわち、加熱することによって、不純物を確実に酸化しきってしまい、さらに、生じる微細な沈殿を除くために一晩放置し、上澄み液の部分のみを用いる(あるいは沈殿をグラスフィルターなどで濾過して除く)ということです。

Q過マンガン酸カリウムと硫酸鉄(II)の反応・・・

MnO4- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O
Fe2+ → Fe3+ + e-

この二つの半反応式で、電子を消去して化学反応式を出そうと思ったのですが、答えが
2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + 8H2O
に、どうやってもならないのですが、どうすればいいのでしょう?

Aベストアンサー

この問題で難しいのはH2SO4の量です。つまり、酸化還元とは関係のないところ、すなわち、半反応式とは関係のないところで考える必要があります。

反応式を書く上で、この反応を硫酸酸性にする意味は、KMnO4に含まれているK+をK2SO4にすることと、最終的に生じるMn2+をMnSO4にすることと、Fe2+がFe3+になることによって不足するSO4^2-を補うことです。

したがって、半反応式を完成させた後に、KMnO4とFeSO4に由来する K+やSO4^2-を式に組み込み、足りない分のSO4^2-をH2SO4として「適当に」補えば良いことになります。その数が「8」になるということです。
そのH2SO4のH+は水になり、SO4^2-はMnSO4、K2SO4あるいはFe2(SO4)3の不足分として使われます。