Chemistry
มัธยมปลาย
เคลียร์แล้ว
（3）なのですが、解答の方で「このときH+が……S2-
=3.0×10の-17乗となる時の値である。」と書いてあって、これはつまり、硫化物イオンの濃度が小さいほど水素イオンの濃度が大きくなるから、水素イオンの下限は硫化物イオンの上限となる。と言っているのと同じことですか？
を調
346. 溶解度積■一般に, Cu2+ と Zn2+ が溶けた溶液の水素イオン濃度 [H+] を調製し,
HSを通じると CuSのみを沈殿させることができる。 次に示す実験条件, および数値
を用いて、下の各問いに答えよ。 ただし, [H2S]は常に一定とし, 有効数字は2桁とする。
[HS]=1.0×10-1mol/L, [Cu2+]=5.0×10-2mol/L, [Zn²+]=1.0×10-'mol/L
CuS の Ksp(cus) =6.5×10-30 (mol/L) ZnSのKsp (zns)=3.0×10-18(mol/L)
HSの電離定数 H2SH++HSK = 8.0×10mol/L
HSH++S2-
K2=1.5×10-14 mol/L
(1)ZnS の沈殿が生じない [S2-] の範囲を示せ。
(2) 硫化水素の2段階の電離をH2S
衡の平衡定数Kを K1, K2 を用いて表せ。
とまとめて表した場合、 この平
2H++S2
(3) CuSのみを沈殿させることができる [H+] の下限を答えよ。 17 東京大改)
これは,
(3) CuSの溶解度積は次のように表される。
[Cu+][S2-]=6.5×10-30 (mol/L)2
したがって, CuSの沈殿を生じはじめる [S2-]の下限は,
[Cu2+][S2-] >6.5×10-30 (mol/L)2m)
| いま, [Cu2+] =5.0×102mol/Lなので
第四章 牧店
[s2-]>
6.5×10-30 (mol/L)20
5.0×10-2mol/L
=1.3×10-28mol/L
したがって, CuS が沈殿し, かつZnS が沈殿しない [S2-] の範囲は,
1.3×10-28mol/L< [S2-] ≦3.0×10-17 mol/Lとなる。
このとき, [H+]が小さいほどH2S2H++S2 の平衡が右に偏り
[S2-] が増加するため, CuS のみを沈殿させる [H+] の下限は, [S2-]の
上限すなわち [S2-] =3.0×10-17 mol/Lとなるときの値である。 ① 式を
変形して [H+] の式をつくり, 各値を代入すると,
② Zn²+ と Cu2+ を含む
水溶液から, 金属イオン
を分離する際, 酸性で硫
化水素を通じると, CuS
だけが沈殿し, 分離でき
ることがわかる。
[+] = KK22-1
[H2S]
1.0×10mol/L
=
8.0×10-mol/L×1.5×10-1mol/L×
=2.0×10-3mol/L®
3.0×10-17mol/L
[S2-]=K]K2 [H+]2
別解 ①式から [S2-] と [H+] の関係式は,次のようになる。
[H2S]
1.0×10 - mol/L
-=8.0×10-8mol/L×1.5×10-14mol/Lx.
[H+] 2
1.2×10-22
=
mol/L
[H+]2
1.3×10-28mol/L <-
1.2×10-22
中のイオンの漫
溶解度積より
したがって, Cus が沈殿し、かつZnSが沈殿しない [H+]の範囲は,
1.3×10-28mol/L<[S2-] ≦3.0×10-17mol/Lから,次のようになる。
1.2×10-22
[H+]2
-mol/L≦3.0×10-17 mol/L
1.2×10-22
れば沈殿を生じ
生じると,各
1.3×10-28
(mol/L)2> [H+]2≧
3.0×10-17
- (mol/L)2=4.0×10-6 (mol/L)2
したがって, [H+]の下限は,次のようになる。
が減少して
[H+] ≧ 2.0×10-3mol/LOA
(2) (3)
(d)
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