Chemistry
高中
已解決
このbの問題で、解説の最後で硫化亜鉛の沈殿が生じたあと、亜鉛イオンの濃度を求めるとき、亜鉛と硫黄は沈殿が生じている分、濃度が減少していますよね？何故沈殿が生じないと仮定した時の、硫黄イオンの濃度をそのまま代入できるのですか？
問4 硫化水素は水に溶けると、次のように二段階で電離する。
H2SH+ + HST]
HS H+ + S2-
式(1),式(2) の電離定数をK1, K2 とすると, 式 (3), 式 (4) で表される。
[H+] [HS-]=1.0×10mol/L
[H2S]
K₁=
K'= [H+][S²]=1.0×10-™ mol/L
K₂=
[HS-]
(1)
(2)
H2S ⇔2H+ + S2-
(3)
一段階目と二段階目の電離をあわせた反応は,式(5) で表される。
[H+][s2-]
K= [H2S] -=KiK2=1.0×10-21 (mol/L)2
(4)
(5)
式(5) の平衡定数Kは, K」 と K2 から, 式 (6) で表すことができる。
(6)
これに関する次ページの問い (ab) に答えよ。 ただし, 硫化水素を十分に
通じて飽和させると,水溶液中の硫化水素のモル濃度は, pH に関係なく
[H2S]=1.0×10mol/L に保たれるものとする。
bマンガン (ⅡI)イオン Mn²+ と亜鉛イオン Zn²+ をいずれも 1.0×10mol/L
2+
ずつ含む水溶液がある。 この水溶液をpH6.0 に保ち, 硫化水素を十分に通
じて飽和させたとき, Mn²+ と Zn²+のモル濃度はそれぞれ何mol/L になる
か。数値の組合せとして最も適当なものを,下の①~④のうちから一つ選べ。
ただし,硫化マンガン(ⅡI) MnSと硫化亜鉛ZnSの溶解度積は,式(7),式(8)
でそれぞれ表される。また, 硫化水素を通じたことによる水溶液の体積変化
は無視できるものとする。 10
160x10
MnS:Ksp.mns=[Mn²+] [S²-]=1.0×10−10 (mol/L)2
ZnS:Ksp.Zns=[Zn²+] [S2-]=2.0×10-18 (mol/L)2
①
②
[③
4
[Mn²+] (mol/L) [Zn²+] (mol/L)
1.0×10'
1.0×1073
1.0×10-5
1.0×10-5
1.0×10
2.0×10
1.0×10-3
2.0×10-8
(7)
(8)
b pH 6.0 のとき, [H+]=1.0×10mol/L である。 また,硫
化水素を飽和させていることから, [H2S] = 1.0×10mol/Lであ
る。
式(6)から,
[S²-] =Kx [H2S]
[H+]2
|=1.0×10−² (mol/L)²×
=1.0×10-10mol/L
硫化マンガン (II) MnSの沈殿が生じないと仮定すると,
[Mn²+] [S²-]=1.0×10mol/L×1.0×10-10mol/L
TO
=1.0×10-13 (mol/L)2
≦Ksp. Mns (=1.0×10-10 (mol/L)2 )
したがって, MnSの沈殿は生じず,
[Mn²+] =1.0×10mol/L
硫化亜鉛ZnSの沈殿が生じないと仮定すると,
[Zn²+] [S²-]=1.0×10mol/L×1.0×10 - 1mol/L
=1.0×10-13 (mol/L)2
C
>Ksp, zns (=2.0×10-18 (mol/L)2)
したがって, ZnSの沈殿が生じる。 このとき, [Zn²+] は式(8) よ
り、
[Zn²+] = Ksp.zns_ 2.0×10-18 (mol/L)2
[S2-] 1.0×10-10mol/L
mol/L
=
1.0×10mol/L
(1.0x10-6 mol/L)2 S STEE
=2.0×10mol/L をいた
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溶角
き,
10
I
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う。
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EĢEŽITÄ JA VEREN
解答
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