理科
中学生

[問題]
硫酸10cm3に2〜3滴のBTB溶液を加え水酸化カリウム水溶液を少しずつ加えていくと、水に溶けにくい物質aができ、pHが9になった。
これにできた水溶液中に残っているイオンは2種類だけである。残っている2種類のイオンの化学式と数の比を、簡単に書け。
[解答]
Ba2+ :OH- = 1:2

なぜバリウムイオンと水酸化物イオンが1:2で水溶液中に残るのか教えてください(т-т)

回答

もし使っているのが水酸化カリウムではなくて水酸化バリウムだった場合、
phが9になっているので、溶液はアルカリ性だと分かります。そうすると、元々入っていた硫酸は酸性なので、水酸化バリウムと完全に中和した後にさらに水酸化バリウムを加えていることがわかります。仮に元々入っていたイオンが水素イオン4つと硫酸イオン2つだとした時、まず硫酸バリウムを1セット(Ba[OH]2)入れると、水酸化物イオン2つは、水素イオン2つと反応し、水(H2O)が2セットできます。そしてバリウムイオン1つは硫酸イオン1つと反応して硫酸バリウムができます。この時、硫酸バリウムは水に溶けないので水溶液中に沈澱します。沈澱しているので硫酸バリウムはイオンにはなりません。そしてさらにもう1セット硫酸バリウムを入れると、もう一度今のような反応が起き、水4セットと硫酸バリウム2セットができて中性になります。この時液中にイオンはありません。そしてアルカリ性にするためにもう1セット水酸化バリウムを入れると、バリウムイオンも水酸化物イオンも反応するものがないためそのまま残るので、バリウムイオンと水酸化物イオンは1:2になります。

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加えた水溶液は本当に水酸化カリウムですか?
もし水酸化カリウムを使った場合はバリウムイオンが生じるはずがないです。(硫酸:H2SO4 水酸化カリウム:KOH)

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