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なぜ×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
Nom Jm001
操作① ~ ④ を順次行った。
操作①:試料 20.0 mL 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 × 10™ mol/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 ×10mol/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 x 103 mol/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
B01
$2,01
2.09mLであった。
02.01
ISE
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
めよ。

40 - 解答
問 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
問3 1.05 × 105 mol 問4 20.9mg/L
解説
問1CFは次式のように還元剤として働く。
2CF → 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 AgCI の沈殿とし
て取り除くことが必要である。
Cl + Ag+ → AgCl ↓
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。
酸化剤 (MnO4 +8H+ +5e
Mn²+ +4H2O) × 2
2CO2 +2e )×5
+) 還元剤 (C2O4²
2-
2MnO4 +5C204² + 16H*
10Na+ U8S04²
8SO2-
→2Mn²+
5.00 x 10-3 [mol/L) x
+ 10CO2 +8H2O
2SO2-
+ ) 2K+
2K+ 10Na* 6SO²-
2KMnO4 + 5Na2C2O4+8H2SO4→2MnSO4 +10CO2 +8H2O + K2SO4 +5Na2SO4
320kbp
問3⇒ 重要ポイント
al
試料溶液中の有機物と反応した MnO4 の物質量〔mol] は、 問2の反応より
1.22.010.0+ 2.09
1000円 1000
KMnO4 [mol]
0.01
[L] - 1.25 × 10-2 [mol/L]x
+370nM
Na2C2O4と反応したKMnO4 [mol]
ORJ
問4 滴定で用いた KMnO の物質量〔mol] と Q の物質量[mol]の関係は
=
10.0
1000 [L]X
2
15
5
1.045 × 10³ = 1.05 × 10¯5(mol)
冷式の

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

聖火台

反応式の係数比＝物質量比の関係を使っているだけです
(分からなかったら教科書の物質量の単元を見てください)

シュウ酸ナトリウムと反応した物質量を問2の反応式から求めています
それぞれ係数を見ると、過マンガン酸カリウムが2でシュウ酸ナトリウムが5です
シュウ酸ナトリウムの物質量をa、過マンガン酸カリウムの物質量をbとすると
物質量比＝反応式の係数比より、
a:b＝5:2
よって、2a＝5bから、b＝a×2/5
なのでシュウ酸ナトリウムの物質量に×2/5をしています

慣れたらこう考えてください
シュウ酸ナトリウムの係数は5、過マンガン酸カリウムの係数は2
シュウ酸ナトリウムの物質量をaとすると、それを5で割って2掛けたら過マンガン酸カリウムの物質量になります
それでも同じことです

いわ

なるほど！理解出来ました！
丁寧な解説ありがとうございます🙇‍♀️