Question

いわ

この問題の問2で、シュウ酸ナトリウムと反応した過マンガン酸カリウムの物質量を出す時に×2/5をする必要があるのですか？シュウ酸ナトリウムはすべて反応したのではないですか？

&
40 <COD 測定〉お茶の水女子大学|★★★★☆ | 12分|実施日/
河川などの水質汚染の主な原因として有機物が考えられる。 化学的酸素要求量
(COD)は水質汚染評価の基準であり,試料1L当たりに含まれる有機物を酸化す
るために必要な酸素の質量 〔mg] である。 ある河川の COD を求めるために次の
操作①~④を順次行った。
In
NomJa001
操作①: 試料 20.0mL をフラスコにとり 水 80mLと6mol/Lの硫酸10mLを加
え, 0.1mol/Lの硝酸銀水溶液数滴を添加し, 振り混ぜた。
操作②: ① のフラスコに 5.00×10mol/Lの過マンガン酸カリウム水溶液10.0mL
を加えて振り混ぜ、 直ちに沸騰水浴中で30分間加熱した。このとき, 加
えた過マンガン酸カリウムの量は,反応を完了させるために,試料水溶液
中の有機物の量に比べ、過剰量であった。
操作③: 水浴からフラスコを取り出し, 1.25 × 102mol/Lのシュウ酸ナトリウム
(Na2C2O4) 水溶液10.0mL を加えて振り混ぜ, 操作 ② において未反応だっ
た過マンガン酸カリウムをすべて,過剰のシュウ酸ナトリウムで還元し
た。このとき、二酸化炭素の発生が認められた。
操作 ④ この溶液の温度を50~60℃とし, 5.00 ×10mol/Lの過マンガン酸カ
リウム水溶液でわずかに赤い色がつくまで滴定したところ,その滴定量は
2.09mLであった。
LIFE
INT
GEOL
1201
○問
問 操作 ① で硝酸銀水溶液を添加する理由を記せ。
○問2 操作③で起こった反応の化学反応式を記せ。
問3 操作②で、 試料水溶液中に含まれる有機物と反応した過マンガン酸イオン
の物質量 〔mol] を求めよ。
○問4 前の文章にあるCOD の定義 (波線部) に基づいて, この河川のCOD を求
S
めよ。

40 - 解答
問1試料溶液中の塩化物イオンを取り除き, 過マンガン酸カリウム水溶液の滴定誤差をな
くすため。
問2 2KMnO4 +5Na2C2O4 +8H2SO4
→ 2MnSO4 +10CO2 +8H2O +
K2SO4 +5Na2SO4
-5
問3 1.05 × 10 mol 問4 20.9mg/L
解説
1
次式のように還元剤として働く。
2C → Cl₂ + 2e¯
試料溶液にCF が含まれていると KMnO』 と反応してしまい, 滴定の誤差が生じてしまう。
そのため、滴定前に試料溶液に AgNO3 水溶液を加えることで次式のように AgClの沈殿とし
て取り除くことが必要である。
Cl + Ag+ → Ag↓
問2 操作 ③で起こる反応の反応式は, 次式のように作成する。
Mn²+ +4H2O)x 2
2CO2 +2e )×5
酸化剤(MnO4 +8H+ +5e
+) 還元剤 (C202
2MnO4 +5C2042- + 16H+
+) 2K+
10Na+
2K+ 10Na6SO2-
2KMnO4 +5Na2C2O4 +8H2SO4→2MnSO4 +10CO2 +8H2O + K2SO4 +5Na2SO4
2-
8S0,²-
NJ 0,0H
5.00 x 103 [mol/L] ×
2Mn²+
2SO4²2-
KMnO [mol]
問3 重要ポイント
試料溶液中の有機物と反応したMnO の物質量 〔mol] は,問2の反応より
2010.0 + 2.09
1000
+ 10CO2 + 8H2O
[L] - 1.25 × 10-2 [mol/L]x
」
10.0
1000
[L]x
100.g 100
の物質量[mol] と0の物質量 〔mol] の関係は、次の
2
Na2C2O」と反応したKMnO [mol]
= 1.045 × 10¯5 = 1.05 × 10¯5(mol)

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

Dynastar

酸化還元反応は酸化剤と還元剤で電子のやり取りがあるため、反応において酸化剤が要求する電子の物質量と還元剤が放出する電子量が等しくなるように反応が進行します。過マンガン酸カリウムは過マンガン酸イオンの５倍の物質量の電子を要求し、シュウ酸は２倍の物質量の電子を放出するため反応に関係する物質量は(過マンガン酸イオンの物質量):(シュウ酸の物質量)=2:5になるため、シュウ酸の物質量の2/5倍が過マンガン酸カリウムの物質量になります

いわ

ということは、すべてのシュウ酸ナトリウムが反応した訳では無いということですか？

Dynastar

操作③の時点では反応してないシュウ酸が存在し操作④で未反応のシュウ酸を全て過マンガン酸カリウムと反応させています

いわ

なるほど！理解出来ました！ありがとうございます！