Question

さくら

この問題の問3について質問です！答えは「大きくなる」で理由が「過マンガン酸イオンは塩化物イオンを酸化させてしまうためその分だけ過マンガン酸カリウム水溶液を加えてしまうことになるから」だったのですが、よく分かりません💦なぜ酸化させてしまうと過マンガン酸カリウム水溶液を加えてしまうことになるのですか？教えてほしいです！！

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次の文章(a) と(b)を読み、 以下の問1~ 問5に答えよ。
(a)
(CODの説明) 湖沼などの水質汚濁の程度を表す指標に化学的酸素要求量 COD がある。 汚水
などに含まれる有機化合物は、水中の微生物の餌となり,これを繁殖させたり還元剤として溶存酸
素と反応したりするため, 異常に多く含まれると, 水中の生物を酸素欠乏に陥らせ, 汚濁や悪臭の
原因となる。
湖沼水(試料水)に含まれる有機物を過マンガン酸カリウム KMnO 4 などの強力な酸化剤で酸化
分解した時に使われる酸化剤の消費量を、酸素を酸化剤として用いた場合の酸素の量[mg/L] に換算
した値を COD とする。 この値が大きいほど水が汚れていることになる。 COD は汚れた湖沼で
5.0mg/L以上,きれいな湖沼では 3.0mg/L 未満であるとされる。
以下の手順で COD の値を求める実験を行った。
手順① 試料水 (河川水) 50mLに,塩化物イオンを除去するために (a) 硝酸銀水溶液を
10mL加え、沈殿を生じさせ, ろ過して塩化銀AgCl の沈殿を取り除いた。
手順② 手順①のろ液に 5.0 × 104mol/Lの過マンガン酸カリウム20mLと希硫酸を加え,
30分間加熱をした。
手順③ 加熱後,試料水溶液の赤紫色が消えていないことを確認した後, 2.5×103mol/Lの
シュウ酸ナトリウム水溶液を10.0mL 加えると無色になった。
手順④ この溶液を5.0× 104mol/Lの過マンガン酸カリウム水溶液で滴定したところ, 終点
に達するまでに 5.08mL 要した。
手順⑤ 試料水の代わりに純水 50mL を用いて同様の操作を行い, 5.0×10 -4 mol/Lの過マ
ンガン酸カリウム水溶液で滴定したところ, 終点に達するまでに0.08mL 要した。
+20
d
問1
MnO4 + 8H+ + 5e¯
この試料水中の有機物を酸化した過マンガン酸カリウムの物質量は何molか, 有効数字2桁
で求めなさい。 ただし, 過マンガン酸イオンとシュウ酸イオンは各々次式のように反応する。
Mn2+ + 4H2O
A
→
C2O42-
←
2CO2 + 2
問2 この試料水の COD [mg/L] を有効数字2桁で求めなさい。 ただし, 酸素が酸化剤として働く
ときの反応は次式で示しておいた。 酸素 O2 の分子量は32である。
O2 + 4H + 4¯ ->>>
2H2O
53 下線部(a)の操作を行わなかった場合, COD の値は問2の値と比べ, 大きくなると想定され
るか,それとも小さくなると想定されるか, 解答欄の 『大きくなる』 『小さくなる』 のどちらか
に○をした上で, それを選んだ理由を説明しなさい。
6
2.571
b

cod

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

🍇こつぶ🐡

シュウ酸イオンをA、塩化物イオンをBとする。

過マンガン酸カリウムは酸化剤。還元剤と反応する。
AもBも還元剤。だから、Bと反応しないように硝酸銀を入れ、塩化銀を沈殿させ、Bを無くす。これにより、Aだけと反応する。

もし、硝酸銀を入れないと、必要な過マンガン酸カリウムはAとBの両方と反応するため、Aだけに必要な量だけでなく、Bに必要な量も追加反応する。だから、過マンガン酸カリウムの反応量が増える。

元々Aだけの量で良いのに、Bも反応するから、過マンガン酸カリウムがCOD計算するより必要になる🙇

さくら

ご回答ありがとうございます！！追加で質問失礼します💦なぜ硝酸銀を入れた時にシュウ酸イオンだけが残るのですか？一緒に反応してしまわないのですか？

🍇こつぶ🐡

シュウ酸イオンと銀イオンは反応しないから。沈殿しないから🙇

さくら

そうなんですね！
ずっとこの問題分からなかったので理解できて嬉しいです😆
分かりやすい解説ありがとうございました！