滴定曲線、溶解度などーエクセルを用いて

錯生成平衡の基礎(3)－pHの影響

前々回(2024-04-07)は非常に単純な系(すなわち金属イオンが配位子と反応するのみで他の副反応は起きない場合)について考えました。しかし、前回(2024-04-14)でも述べたように、実際の錯生成反応においては、多くの副反応が起きて、対象とする錯生成反応に影響を与えます。今

2024/04/21 07:06

錯生成平衡の基礎(2)－配位子の平衡濃度未知の場合

前回(2024-04-07)は、配位子の平衡濃度が既知の場合における溶液中の化学種の平衡濃度を求めました。今回は、配位子の全濃度は与えられるが、平衡濃度が未知の場合について考えます。 ＜配位子の平衡濃度が未知の場合＞一般に錯形成反応において、配位子の全濃度(式

2024/04/14 07:05

錯生成平衡の基礎(1)－錯生成定数と化学種濃度

「錯体」の定義は様々ですが、一般に「金属イオン」を中心に「孤立電子対を持つ陰イオンあるいは中性分子」(配位子)が配位結合して生成した化学種のことを言います。また、これらの錯体が生成する反応を「錯生成反応」と言い、金属イオンと配位子の間には「錯生成平衡」が成

2024/04/07 07:03

沈殿反応を伴う酸塩基滴定－ウインクラー法

今回は沈殿反応を伴う酸塩基滴定について考えます。その一例として、ウインクラー法を取りあげます。この方法は、Na2CO3とNaOHの混合溶液をHClで滴定するとき、試料にBaCl2を加えNa2CO3をBaCO3として沈殿させ、残ったNaOHをHClで滴定するやりかたです。 <<ウインクラ

2024/03/31 07:05

ジプロトン酸の滴定曲線の形状－2段階滴定が可能となる条件

これまで見てきたように、ジプロトン酸の滴定曲線においてpHジャンプが必ず2回あるとは限りません。どのような条件のときにpHのジャンプが出現するのか調べたいと思います。 <<滴定曲線の例>>マレイン酸(pK1=1.92, pK2=6.27)、亜硫酸(pK1=1.86, pK2=7.17)、アスコル

2024/03/22 07:34

ケルダール法－アンモニアを硫酸またはホウ酸に吸収

酸塩基滴定の代表的な応用例としてケルダール法があります。ケルダール法は有機窒素の最も一般的な定量法の一つです。これは、試料を熱濃硫酸中で分解して有機窒素をアンモニウムイオンに変換し、NaOHを加えてアンモニアとして蒸留して硫酸またはホウ酸に吸収し、間接的ある

2024/03/17 07:11

硫酸の濃度とpHについて－活量係数の考慮

高校の教科書には、"強酸"の説明として「水溶液中でほとんどすべて電離している（＝電離度が1に近い）酸を強酸という」と書かれており、その例として"硫酸"は「2価の強酸」に分類されています。このことが原因なのかも知れませが、硫酸溶液は常に（＝どんな濃度でも）H2SO4

2024/03/10 07:06

二酸化炭素の平衡(2)－気相のCO2分圧が変化するとき

今回は気相と溶液でCO2の平衡が成立するとき、気相のCO2分圧の変化によって炭酸溶液のpHがどのようになるか調べます。 ＜CO2分圧とpHの関係＞前回(2024-02-25)説明した通り、気相と溶液の間でCO2の平衡が成立するとき、次のような関係が成立します。[CO2(aq)] = KHP

2024/03/03 07:11

二酸化炭素の平衡(1)－大気との平衡

気体の二酸化炭素(CO2(gas))は、ある程度水に溶解し、溶けたCO2(aq)は一部水和して炭酸(H2CO3)を生成します。炭酸はジプロトン酸として働きます。今回は、大気中のCO2と平衡が成立するときの水、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液のpHについて調べます。また比

2024/02/25 07:19

ポリプロトン酸塩基の緩衝液(3)－活量係数の考慮

以前モノプロトン酸塩基の緩衝液に関して、活量係数を考慮した計算を行いました(023-08-27)。今回はポリプロトン酸塩基の緩衝液のpHを計算します。また活量係数を考慮した緩衝液の調製方法を計算で求めます。 ある特定のpH値を持つ緩衝液を実際に調製したい場合、理論

2024/02/18 07:19

ポリプロトン酸塩基の緩衝液(2)－pH計算

以前、モノプロトン酸塩基の緩衝液のpHを求めました(023-08-13)。今回はポリプロトン酸塩基の緩衝液について、pHを求めます。 <<ポリプロトン酸-共役塩基の緩衝液>>ポリプロトン酸およびその共役塩基を含む緩衝液は、モノプロトン酸の場合(023-08-13)と同様に取り扱

2024/02/11 07:16

ポリプロトン酸塩基の緩衝液(1)－緩衝能と緩衝指数

モノプロトン酸塩基の緩衝液についてはすでに述べました(2023-08-13)。今回はポリプロトン酸塩基の緩衝液の「緩衝能」について考察します。 <<緩衝指数の計算>>希釈したりあるいは少量の酸や塩基を加えたりしても、pHがほぼ一定に保たれる溶液は緩衝液と呼ばれ、また

2024/02/04 07:19

ポリプロトン酸塩基滴定の滴定誤差

以前(2023-09-03)に続いて、今回はポリプロトン酸塩基の滴定における滴定誤差について考察します。一般に、滴定誤差は実験的に求めた終点が理論的な当量点に一致しないためにおこる誤差のことを言いますが、ここでは終点検出方法(たとえば、指示薬による目視法)に原理的に伴

2024/01/26 06:30

滴定曲線の式の一般化

これまで、エクセルによる様々な酸塩基滴定曲線の作成方法を説明してきました。「二分法」とは異なり、「レビ法」では「滴定曲線の式」(pHを与えて滴定剤の滴下量Tを求める式)を求める必要があります。これまで個々のケースについて検討してきましたが、今回は滴定曲線の式の

2024/01/21 07:11

被滴定溶液中の化学種の濃度変化

いくつかの滴定を例として、各滴定段階において被滴定溶液中の化学種濃度がどのように変化するかについて調べます。 <<リン酸の滴定>>水酸化ナトリウムによるリン酸の滴定について調べます。試料溶液のリン酸(H3A)のモル濃度をCao mol/L、試料体積をV mLとし、滴定

2024/01/14 07:11

ポリプロトン酸塩基の滴定曲線(6)－混合酸、混合塩基

二分法およびレビ法を用いて、2種類の酸あるいは塩基を含む溶液の滴定曲線を描き、分別定量が可能かどうか検討します。 二分法による混合酸の滴定曲線Cao mol/Lの酢酸(HA)とCco mol/Lの塩酸(HCl)を含む溶液V mLをCbo mol/Lの水酸化ナトリウム(NaOH)で滴定する場合を

2024/01/07 07:18

タイトル一覧 (2023）

タイトル一覧 (2023）ソート、検索等が必要ならばエクセルにコピペして利用ください。 カテゴリー タイトル 年月日 元素 ポリプロトン酸塩基平衡と滴定 ポリプロトン酸塩基の滴定曲線(5)－アミノ酸－レビ法 2

2023/12/31 07:05

ポリプロトン酸塩基の滴定曲線(5)－アミノ酸－レビ法

前回(2023-12-17)に引き続き、アミノ酸の滴定曲線の作成方法について考えます。 今回はレビ法(2023-12-10)を用いて滴定曲線を描きます。 <<モノアミノ-モノカルボン酸･塩酸塩（例：アラニン･塩酸塩）>>モノアミノ-モノカルボン酸の一種であるアラニンは次のように解

2023/12/24 07:18

ポリプロトン酸塩基の滴定曲線(4)－アミノ酸－二分法

アミノ酸は分子内にカルボキシ基(-COOH)とアミノ基(-NH2)の両方を持つ有機化合物で、ポリプロトン酸塩基と考えることができます(2023-11-05)。したがってその滴定曲線を描く場合も、これまでのやり方が適用できます。ただし、電荷バランス式の作成における化学種の電荷の取り

2023/12/17 07:32

ポリプロトン酸塩基の滴定曲線(3)－レビ法

これまで、ポリプロトン酸塩基の滴定曲線を描く方法として、近似法(2023-11-26)、二分法(2023-12-03)を見てきました。これらの方法は、滴下量(T)を与えて被滴定溶液のpHを求める方法でした。今回は「レビ法」について説明します。これは逆に「pHを与えて滴下量(T)を求める方

2023/12/10 07:24

ポリプロトン酸塩基の滴定曲線(2)－二分法

前回(2023-11-26)は「近似法」によるポリプロトン酸塩基の滴定曲線の描き方について説明しましたが、今回は、「二分法」について説明します。近似法では開始前、当量点およびその前後で別々の近似式を用いる必要があり煩雑ですが、二分法を用いると、任意の条件で滴定曲線を

2023/12/03 07:03

ポリプロトン酸塩基の滴定曲線(1)－近似法

ポリプロトン酸塩基の滴定曲線はモノプロトン酸塩基の場合と同様の手法で描くことができます(2023-06-25～2023-07-30)。今回は、近似法について説明します。 <<酸塩基滴定の基礎>>以前(2023-06-25)にも述べたとおり、未知量の酸(または塩基)を含む試料溶液に濃度既知

2023/11/26 07:22

ポリプロトン酸塩基のpH－酸塩基混合溶液

これまで、ポリプロトン酸塩基やそれらの塩に関するpHについて計算してきました。今回は、これらの酸塩基をさまざまな割合で混合した水溶液について、ソルバー法、二分法を用いてpHを求めます。代表例としてリン酸とアンモニアの混合物を取り上げます。また理解の手助けとな

2023/11/19 07:13

ポリプロトン酸塩基のpH－アミノ酸(2)－グルタミン酸、リジン

モノアミノジカルボン酸は分子内にアミノ基1個、カルボキシ基2個を持つアミノ酸で、グルタミン酸、アスパラギン酸などがあります。またジアミノモノカルボン酸は分子内にアミノ基2個、カルボキシ基1個を持つアミノ酸で、リジン、アルギニンなどがあます。ここでは、グルタミ

2023/11/12 07:15

ポリプロトン酸塩基のpH－アミノ酸(1)－グリシン

アミノ酸は分子内にカルボキシ基(-COOH)とアミノ基(-NH2)の両方を持つ有機化合物です。カルボキシ基はプロトンを放出し、またアミノ基はプロトンを受容する働きがあります。したがって、アミノ酸は酸性の強い水溶液中ではアミノ基が-NH3+の形をとり、陽イオンとなります。塩

2023/11/05 07:12

ポリプロトン酸塩基のpH－リン酸およびその塩

トリプロトン酸以上のポリプロトン酸のpHの取り扱い方も、ジプロトン酸の場合と同じです。ここではリン酸およびその塩について見ていきます。 <<リン酸の平衡>>リン酸(H3PO4)は、水溶液中で次のように逐次的に解離します。H3PO4 ⇄ H+ ＋ H2PO4-H2PO4- ⇄ H+ ＋HP

2023/10/29 07:10

ポリプロトン酸塩基のpH－ジプロトン酸塩基の塩(3)－NaHA塩

前々回(2023-10-08)と前回 (2023-10-15)は、ジプロトン酸の正塩(Na2A)溶液のpHの求め方について調べました。今回はジプロトン酸の酸性塩(NaHA)溶液のpHについて調べます。<<NaHA塩溶液のpH>>ジプロトン酸(H2A)がNaOHで半分中和されてできた酸性塩(NaHA)溶液のpHについて

2023/10/22 07:14

ポリプロトン酸塩基のpH－ジプロトン酸塩基の塩(2)－Na2A塩－エクセルの利用

前回(2023-10-08)に引き続き、ジプロトン酸のナトリウム正塩(Na2A)溶液のpHの求め方について述べます。今回はエクセルの利用を考えます。 <<Na2A塩溶液のpH>>エクセルを利用してジプロトン酸(H2A)の正塩(Na2A)溶液のpHを求める方法について説明します。Na2A塩の代表

2023/10/15 07:18

ポリプロトン酸塩基のpH－ジプロトン酸塩基の塩(1)-Na2A塩-近似法

これまで、ジプロトン酸塩基自身のpHの求め方を説明してきました。これからはそれらが中和してできた塩のpHの求め方について述べます。 <<Na2A塩溶液のpH>>ジプロトン酸(H2A)の2個のプロトンがすべてNaOHで中和された正塩(Na2A)溶液のpHについて考えます。Na2A塩の代

2023/10/08 07:19

ポリプロトン酸塩基のpH－ジプロトン酸塩基(3)－対数濃度図の利用

モノプロトン酸塩基のところでも述べたように(2023-05-14)、pHと化学種濃度の対数の関係を表したグラフは対数濃度図と呼ばれます。対数濃度図を作成すれば系全体を一目で見渡すことができます。そして、この図から溶液のおおよそのpHを求めることができ、またあるpHにおける

2023/10/01 07:07

ポリプロトン酸塩基のpH－ジプロトン酸塩基(2)－エクセルの利用

前回(2023-09-17)は近似式を用いてジプロトン酸塩基のpHを求めました。近似法は、「ケースごとに仮定を立てて近似式を作成し、結果を算出して仮定の妥当性を確認する」といった手順を踏む必要があり、面倒です。今回は表計算ソフト(エクセル)を利用して「二分法」および「ソ

2023/09/24 07:15

ポリプロトン酸塩基のpH－ジプロトン酸塩基(1)－近似法

これまではモノプロトン酸塩基の平衡について見てきました。これからは供与または受容できるプロトンが2個以上のポリプロトン酸塩基の平衡について取り扱います。ポリプロトン酸塩基についても、モノプロトン酸塩基の場合と同様に平衡の系統的解析法(2023-04-02)が基本です

2023/09/17 07:18

酸塩基滴定－指示薬

前回(2023/09/03)は、終点検出法に原理的に伴う滴定誤差について考察しました。終点の検出にはpHメータや電導率計なども用いられますが、機器を使わない簡便な方法として指示薬による目視法が広く用いられています。今回は指示薬とそれに伴う滴定誤差について考察します。

2023/09/10 07:22

酸塩基滴定－滴定誤差

酸塩基滴定の滴定誤差について考えます。滴定誤差は滴定で実験的に求めた終点が理論的な当量点に一致しないためにおこる誤差です。実際の滴定誤差は、ビュレットやメスフラスコなど測容器の不正確さ、試薬の純度、滴定溶液の変質、滴定操作の不手際など様々な要因による誤差

2023/09/03 07:10

モノプロトン酸塩基の緩衝液(3)－活量係数、温度の影響

ある特定のpH値の緩衝液を実際に調製する場合、Ka値を用いて理論的な計算で必要濃度を求めるにはいくつかの困難が伴います。たとえば、Ka値は温度やイオン強度(活量係数)によって変動しますが、それらのデータがすべてあるとは限りません。したがって、実際の緩衝液の調製は

2023/08/27 07:10

モノプロトン酸塩基の緩衝液(2)－緩衝能と緩衝指数

前回(2023-08-13)はヘンダーソン-ハッセルバルヒ式を用いて緩衝液のpHの計算をしました。今回は緩衝液の緩衝作用の大きさについて定量的に考えます。 <<緩衝液に少量の酸・塩基を加えたときのpH>>前回は、例題4においてヘンダーソン-ハッセルバルヒ式(近似式)を用い

2023/08/20 07:21

モノプロトン酸塩基の緩衝液(1)－特性とpH計算

溶液に少量の酸や塩基を加えても、pHの値をほぼ一定に保つ働きを緩衝作用といい、そのような作用を持つ溶液を緩衝液といいます。緩衝液として弱酸(または弱塩基)とその塩の混合溶液があげられます。今回はこの緩衝液の性質について調べます。 水溶液が関与する化学反

2023/08/13 07:14

酸塩基滴定－滴定曲線に及ぼす濃度、酸解離定数の影響

これまでモノプロトン酸・塩基の滴定曲線の描き方について説明してきました。今回はこのようにして作成した滴定曲線について、その特徴と濃度、酸解離定数の影響について調べます。 <<滴定曲線の特徴>>典型的な例として、0.1 mol/Lの硝酸(HNO3) 20 mLあるいは0.1 mol

2023/08/06 07:16

酸塩基滴定－弱塩基の滴定曲線

これまで、弱酸を強塩基で滴定するときの理論的滴定曲線について考えてきました。今回は、弱塩基を強酸で滴定する場合について考えます。この場合も理論的滴定曲線の作成方法は弱酸の場合と基本的には同じです。ここでは、アンモニアを塩酸で滴定する場合について考えます。

2023/07/30 07:14

酸塩基滴定－弱酸の滴定曲線(4)－レビ法

これまで、近似法・二分法・MIN法による酸塩基滴定曲線の描き方について述べてきました。これらの方法はすべて、滴下量(T)を与えて被滴定溶液のpHを求める方法でした。今回は「pHを与えて滴下量(T)を求める方法」(レビ法)について説明します。 <<レビ法について>>理論

2023/07/23 07:11

酸塩基滴定－弱酸の滴定曲線(3)－MIN法

前回(2023-07-09)は、二分法を用いて弱酸の滴定曲線を描く方法について説明しました。今回は、MIN法を用いる方法について説明します。 <<MIN法について>>(2023-05-07)これまでも述べてきたように平衡定数式、物質バランス式、電荷バランス式から、NaOHによる弱酸の滴

2023/07/16 07:07

酸塩基滴定－弱酸の滴定曲線(2)－二分法

前回(2023-07-02)は、近似法を用いて弱酸の滴定曲線を描く方法について述べました。今回は、二分法を用いる方法について説明します。 <<二分法について>>(2023-04-30)単調関数f(x)において、f(a)とf(b)とで符号が異なるような区間a, bを定めると、その区間内でf(x)=0

2023/07/09 07:06

酸塩基滴定－弱酸の滴定曲線(1)－近似式による方法

弱モノプロトン酸(HA)を強塩基(NaOH)で滴定するときの理論的滴定曲線の描き方を説明します。滴定曲線を描くにはいくつかのやり方がありますが、今回は近似式による方法を取りあげます。 <<理論的滴定曲線>>＜酸塩基滴定における平衡＞酸塩基滴定における滴定曲線は

2023/07/02 07:30

酸塩基滴定－滴定の基礎と強酸-強塩基滴定

未知量の酸(または塩基)を含む試料溶液に濃度既知の塩基(または酸)溶液(=滴定液)を滴下すると当量点の前後でpHが急激に変化します。この当量点を化学的あるいは物理的方法で検知してこれを終点とし、終点における滴定液の量から未知量の酸(または塩基)の量を求める方法を酸塩

2023/06/25 07:14

モノプロトン酸塩基のpH－酸塩基混合溶液

滴定操作や緩衝液の作成などにおいて、酸塩基混合溶液のpHを理論的に推定することは重要なことです。今回は1価の酸および塩基についてそれらを任意の割合で混合した溶液のpHを求めます。 <<酸と塩基の混合溶液>>＜強酸＋強塩基＞強酸である塩酸(HCl)と強塩基である

2023/06/18 07:12

モノプロトン酸塩基のpH－酸混合溶液、塩基混合溶液

実験室や工場などにおいて種々の酸や塩基を様々に混合した溶液がよく用いられ、しばしばこの混合溶液のpHを推定することが必要となります。今回は1価の酸同士または塩基同士の混合溶液について、近似式あるいはソルバーを用いて、そのpHを求めます。 <<2種類の酸の

2023/06/11 07:16

モノプロトン酸塩基のpH－「弱酸-弱塩基の塩」(2)－エクセルの利用

前回(2023-05-28)は、近似法を用いて1価の弱酸-弱塩基の塩(たとえば酢酸アンモニウム)溶液のpHを求める方法を述べました。今回はエクセルを利用する方法について述べます。エクセルを用いると、どのような条件においても同一の操作で自動的に答を得ることができ、計算が非常

2023/06/04 07:22

モノプロトン酸塩基のpH－「弱酸-弱塩基の塩」(1)－近似法

1価の弱酸-弱塩基の塩(たとえば酢酸アンモニウム)の溶液について、そのpHの求め方を調べます。1価の弱酸-弱塩基の塩の場合は二つの独立した酸-塩基系が組み合わさるので、平衡はかなり複雑となります。今回は近似法について述べます。 <<弱酸-弱塩基の塩>>弱酸HA(

2023/05/28 07:20

モノプロトン酸塩基のpH－「強酸-強塩基の塩」「弱酸-強塩基の塩」「強酸-弱塩基の塩」

これまで、モノプロトン酸、塩基のpHの求め方を説明してきました。今回はそれらの酸あるいは塩基が中和してできた塩のpHの求め方について述べます。 <<強酸-強塩基の塩>>強酸と強塩基から成る塩として、塩化ナトリウムを取りあげます。Cs mol/LのNaClを水に溶かすと

2023/05/21 07:27

モノプロトン酸塩基のpH－対数濃度図

酸塩基平衡の問題を解くことは、関係する平衡定数式、物質バランス式、電荷バランス式を連立させて方程式を解き、問題となる未知数を求めることに帰結します。このとき、pHと化学種濃度の関係をグラフに表すと、系全体を概観することができ、近似式を導くうえで非常に役に立

2023/05/14 07:25

モノプロトン酸塩基のpH－エクセルの利用－MIN法、反復法

エクセルを用いて酸塩基のpHを求める方法に関して、これまでソルバー法(2023-04-23)、二分法(2023-04-30)を説明しました。今回は、MIN法および反復法について説明します。<<MIN法>>これまで述べてきたように平衡定数式、物質バランス式、電荷バランス式から、次のような式

2023/05/07 06:37

モノプロトン酸塩基のpH－エクセルの利用－二分法

今回は二分法を用いてモノプロトン酸塩基のpHを求めます。またその応用としてFlood図の作成方法を示します。<<二分法>>「二分法」は、関数が単調増加あるいは単調減少する場合、解を含む区間の中間点を求める操作を繰り返すことによって方程式を解く方法です。＜二分法の

2023/04/30 07:14

モノプロトン酸塩基のpH－エクセルの利用－ソルバー法

前回(2023-04-16)は弱酸、弱塩基のpHを求めるにあたって、場合分けをして場合ごとに近似式を用いて計算しました。しかし場合分けをせずに方程式を解くことができれば計算操作はより楽になります。表計算ソフト(マイクロソフト-エクセル)を活用すると高次方程式の近似解を直接

2023/04/23 07:22

モノプロトン酸塩基のpH－弱酸弱塩基－近似法

モノプロトン酸塩基のうち、無機系の弱酸には亜硝酸(HNO2)、次亜塩素酸(HClO)、シアン化水素(HCN)などがあり、有機系の弱酸には酢酸、クロル酢酸、安息香酸をはじめとするカルボン酸やフェノールなどがあります。また弱塩基にはアンモニア、エチルアミン、アニリン、ピリジン

2023/04/16 10:24

モノプロトン酸塩基のpH－強酸強塩基

供与または受容できるプロトンが1個の酸塩基をモノプロトン酸塩基と言います。これから何回かにわたって、モノプロトン酸塩基およびそれらの塩の水溶液のpHを求める方法について説明します。今回は強酸強塩基のpHの求め方です。 <<強酸、強塩基のpH>>モノプロトン酸塩

2023/04/09 07:16

平衡問題の系統的解析法

平衡問題の系統的解析方法については、既に何度か述べましたが(2020-09-27, 2022-10-02)、すべての平衡問題に関する最も基本的な事項の一つなのでここで再度解説します。 <<平衡の系統的解析法>>溶液中での平衡濃度に関する計算問題を解くことは、次の3つの条件から

2023/04/02 07:32

酸塩基の強さと解離定数

水溶液中でほとんど完全に解離する酸塩基を「強酸」「強塩基」と言います。また部分的にしか解離しない酸塩基を「弱酸」「弱塩基」と言い、その解離の程度は解離定数で表されます。今回は酸塩基の強さについて考察します。 <<強酸、強塩基の水溶液>>＜酸塩基の強さと

2023/03/26 07:30

水と酸塩基

これまで「酸塩基平衡」「沈殿平衡」「錯体平衡」「酸化還元平衡」「分配平衡」など溶液内の様々な平衡問題について思いつくままに検討してきましたが、これからはこれらの問題について新たに(そしてできればもう少し秩序立って！)取り組んでみたいと思います。最初は「モノ

2023/03/19 07:29

金属イオンの系統分析－第6属

第5属の沪液に含まれるイオン(Mg2+, Na+, K+)は<第6属>に分類されます。第6属では分離操作をせず、第5属の沪液を調製した後確認操作を行います。 <<第6属イオンの確認操作>>＜沪液の調製＞第5属の沪液をほとんど蒸発乾固し、放冷後6 M HNO3 1mLを加え、再び蒸

2023/03/12 07:32

金属イオンの系統分析－第5属(2)

前回(2023-02-26)の続きです。分属操作におけるCaとMgの分離条件について調べます。また分属後の属内分離操作では、まず分属した沈殿(BaCO3, SrCO3, CaCO3)に酢酸を加えて沈殿を溶解します。次いでクロム酸カリウムを加えてBaCrO4を沈殿分離し、さらに沪液に硫酸ヒドラジンを

2023/03/05 07:26

金属イオンの系統分析－第5属(1)

第1属～第4属を除いた溶液をアンモニア塩基性にして炭酸アンモニウムを加えると炭酸塩沈殿が生じるイオン(Ca2+, Sr2+, Ba2+)は<第5属>に分類されます。今回は、第5属の分属条件について考えます。 <<第5属の分属および分離・確認操作>>第5属の分属および

2023/02/26 07:14

金属イオンの系統分析－第4属

第1属～第3属を除いた溶液を酢酸酸性にしてH2Sを通じるとZnSが沈殿します。ZnSを沪過後、沪液を弱塩基性にして(NH4)2Sを加えると、NiSとCoSが沈殿します。このように弱酸性～弱塩基性で硫化物沈殿が生じるイオン(Zn2+, Ni2+,Co2+)は<第4属>に分類されます。 <<第

2023/02/17 08:12

金属イオンの系統分析－第3属 (2)

今回は、前回(2023-02-05)の続きで分属におけるNH4Clの効果について調べます。また属内分離について説明します。分属後の分離確認操作では、第3属の沈殿にNaOHとH2O2を加えて煮沸し、Al(OH)3はアルミン酸イオンとして, Cr(OH)3は酸化してクロム酸イオンとして溶解し確認し

2023/02/12 07:26

金属イオンの系統分析－第3属 (1)

第1属、第2属を除いた溶液にNH4Cl, NH3および酸化剤を加えて弱塩基性にすると水酸化物沈殿が生じるイオン(Fe3+, Fe2+, Al3+, Cr3+,Mn2+)は<第3属>に分類されます。今回は第3属の分属について考察します。 <<第3属の分属および分離・確認操作>>第3属の分属およ

2023/02/05 07:34

金属イオンの系統分析－第2属B

第2属の硫化物沈殿に多硫化ナトリウム(Na2Sn)を加えると、チオ錯イオン(HgS22-, AsS42-, SbS43-, SnS32-)を作って溶解するイオンは<第2属B>に分類されます(2023-01-15)。今回は第2属Bの分離・確認操作です。 <<第2属Bの分離・確認操作>>第2属Bの分離操作の

2023/01/29 07:25

金属イオンの系統分析－第2属A (2)

前回(2023-01-15)の続きです。第2属Aのイオンを含む溶液にH2SO4を加えてPbSO4を沈殿分離した後の沪液中にはBi3+, Cu2+, Cd2+が含まれます。今回はこれらイオンの分離、確認操作について検討を行います。 <<Bi3+の分離と確認>>＜アンモニアによる沈殿分離・溶解＞

2023/01/22 08:02

金属イオンの系統分析－第2属A (1)

第1属を除いた塩酸酸性溶液に硫化水素ガス(H2S)を通じると硫化物が沈殿するイオンは第2属に分類されます。このうち多硫化ナトリウムに溶解しないものは<第2属A>(Pb(II), Bi(III), Cu(II), Cd()II))、溶解するものは<第2属B>(Hg(II), As(III, V), Sb(III, V), Sn(II, IV

2023/01/15 07:30

金属イオンの系統分析－第1属 (3)

前々回(2022-12-25)からの続きです。今回は、Ag, Hg(I)の属内分離および確認試験に関する考察です。 <<AgClの溶解と確認>>＜NH3による溶解＞第1属沈殿から熱湯でPbCl2を溶出した残渣(Hg2Cl2,AgCl)にアンモニア水を加えると、AgClがアンミン錯体として溶出し、Hg2

2023/01/08 07:17

タイトル一覧(2019－2022）

ソート、検索等が必要ならばエクセルにコピペして利用ください。 カテゴリー タイトル 年月日 元素 滴定曲線 強酸－強塩基滴定（滴下量を与えてpHを求める方法） 2019-03-03 H, OH 滴定曲線 強酸－強塩基滴定（pHを与えて滴下量を求め

2023/01/01 07:03

金属イオンの系統分析－第1属 (2)

前回(2022-12-18)の続きです。今回は、第1属分属後のPb(II)の属内分離および確認試験に関する考察です。 <<第1属のフローチャート>>第1属の分離操作のフローチャートおよび確認操作の概要は次の通りです(前回の再録)。<<PbCl2の溶解と確認>>＜PbCl2の熱湯に

2022/12/25 07:30

金属イオンの系統分析－第1属 (1)

金属イオンの系統分析において最初に分離されるのは、塩酸を加えて難溶な塩化物を生じるイオン(Ag+, Pb2+, Hg22+)で、これを第1属と称します。今回は、第1属の分属および属内分離・検出に関して考えます。 <<事前のお断り>>第1属の分離操作を説明する前にいくつか

2022/12/18 07:02

金属イオンの系統分析－総論

今回以降、金属イオンに関する系統分析を取りあげます。未知の成分を含む水溶液に適切な試薬を加え、含まれる成分を順次分離してその種類を確認する操作は「系統的定性分析」または単に「系統分析」と呼ばれます。機器分析の発達した現在、系統分析の実用的価値は低下しまし

2022/12/11 08:30

酸塩基平衡の計算問題(9)－多価酸の塩のpH

炭酸ナトリウム(Na2CO3)や炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)に代表される多価の弱酸と強塩基から生じた塩について、その溶液のpHの求め方を説明します。 <<正 塩>>炭酸ナトリウム(Na2CO3)を例として考えます。Na2CO3を水に溶かすと完全に解離し、生じたCO32-は加水分解を

2022/12/04 04:56

酸塩基平衡の計算問題(8)－多価の弱酸、弱塩基のpH

これまで数回にわたって1価の弱酸、弱塩基のpHの求め方について説明してきました。今回は多価の弱酸、弱塩基を取りあげます。 <<2価の弱酸のpH>>2価の弱酸としては、炭酸、亜硫酸、硫化水素、シュウ酸、コハク酸、フタル酸、酒石酸などが挙げられます。 2

2022/11/27 07:02

酸塩基平衡の計算問題(7)－1価の弱酸-弱塩基の塩のpH

1価の弱酸-弱塩基の塩(たとえば酢酸アンモニウム)の溶液について、そのpHの求め方を説明します。1価の弱酸-弱塩基の塩の場合は二つの独立した酸-塩基系が組み合わさっているので、平衡はやや複雑となります。 <<弱酸-弱塩基の塩>>＜近似式の誘導＞代表例として、

2022/11/20 07:03

酸塩基平衡の計算問題(6)－1価の弱酸-強塩基、強酸-弱塩基の塩のpH

1価の弱酸-強塩基の塩、強酸-弱塩基の塩の水溶液について、そのpHの求め方を説明します。 <<弱酸-強塩基の塩>>1価の弱酸のナトリウム塩(たとえば酢酸ナトリウム)の溶液を取りあげます。Cs mol/Lの酢酸ナトリウム(NaA)溶液のpHを求めます。酢酸の酸解離定数をKaとし、

2022/11/13 07:36

酸塩基平衡の計算問題(5)－1価の弱塩基のpH

ここ数回にわたって1価の弱酸のpHの求め方を述べてきましたが、1価の弱塩基についても同様の取り扱いができます。 <<1価の弱塩基の関係式>>代表的な1価の弱塩基として、アンモニア、エチルアミン、アニリン、ピリジンなどが挙げられます。これらの塩基をB、その

2022/11/06 07:05

酸塩基平衡の計算問題(4)－1価の弱酸のpH－対数濃度図

酸塩基平衡の問題を解くことは、関係する平衡定数式、物質バランス式、電荷バランス式を連立方程式として問題となる未知数を求めることに帰結します。この関係をグラフに表すと、その系を直感的に理解して系全体を概観することができます。さらに、無視できそうな化学種を明

2022/10/30 07:40

酸塩基平衡の計算問題(3)－1価の弱酸のpH－ソルバー機能

前回(2022-10-16)は、エクセルで二分法を用いて1価の弱酸のpHを求める方法について説明しました。今回はエクセル-ソルバーを用いる方法について説明します。 <<ソルバー>>ソルバーとは、複数の変数を含む数式において、目標値および制約条件を満たす最適な変数値を求め

2022/10/23 17:12

酸塩基平衡の計算問題(2)－1価の弱酸のpH－二分法

前回(2022-10-09)は近似式を用いて1価の弱酸のpHを求めました。近似法は「ケース分け」⇒「近似式の作成」⇒「結果の算出と確認」といった手順を踏む必要があり、面倒です。今回は表計算ソフト(エクセル)を利用して「二分法」により1価の弱酸の問題を解きます。エクセルで

2022/10/16 07:20

酸塩基平衡の計算問題(1)－1価の弱酸のpH－近似式

酸塩基平衡の計算問題の解き方をパターン別に説明して行きます。今回は1価の弱酸のpHについて近似式を用いて解く方法です(2020-10-04)。 <<平衡の系統的解析法>>(前回の復習と補足)平衡の系統的解析法について前回(2022-10-02)の復習と補足です。1. 化学反応式を

2022/10/09 07:36

酸塩基平衡の計算問題の解き方

平衡問題の系統的解析方法については、既に述べましたが(2020-09-27)、今回もう一度概要を解説します。また次回以降は、酸塩基平衡の計算問題について具体的に説明します。 <<平衡の系統的解析法>>酸塩基平衡の計算問題を解くことは、次の3つの条件から関係式を作成

2022/10/02 07:06

弱酸・弱塩基

部分的にしか解離しない酸塩基は「弱酸」「弱塩基」と呼ばれます。弱酸・弱塩基の解離の程度は解離定数で表されます。 <<酸塩基反応の平衡定数と活量係数>>＜熱力学的平衡定数＞自己プロトリシスも酸塩基反応の一種ですが、これについては前々回(2022-09-11)説明し

2022/09/25 07:19

強酸・強塩基

水溶液中でほとんど完全に解離する酸塩基を「強酸」「強塩基」と言い、部分的にしか解離しない酸塩基を「弱酸」「弱塩基」と言います。今回は強酸強塩基について考察します。 <<酸塩基の強さと水平化効果>>強酸としては、HCl,HBr, HI, HNO3, HClO4, H2SO4などがあり

2022/09/18 07:05

水について

これまで水溶液中での様々な酸塩基平衡について取り扱ってきましたが、水溶液中での酸塩基平衡において、溶媒である水の性質を理解することは非常に重要です。このような観点から水の性質についてもう少し詳しく調べたいと思います。 <<水の構造>>水は水分子(H2O)で

2022/09/11 07:25

酸、塩基とは

酸・塩基の酸「acid」はラテン語の「acidus」(酸っぱい)に由来します。また塩基を意味するアルカリ「alkali」はアラビア語由来です。酸も塩基(アルカリ)も古代からよく知られていた物質です。イギリス人化学者のボイルは1664年、「植物色素を赤くするものが酸で、青もしくは

2022/09/04 07:07

イオン交換－カラム法による分離―まとめ

これまで何回かにわたって、イオン交換分離でカラム法を用いるときの理論的考察をしてきました。今回はこれらのまとめをします。カラム法は溶離に時間がかかることが多いので、実際に実験を実施する前に理論的考察を行っておおよその予測をたてることが特に重要となります。

2022/08/28 07:02

カラム法による分離(5)－フッ化物錯体

Ti, Zr, Nb,Ta, Wなどの金属や合金を溶解するためによく用いられる溶解剤は硝酸+フッ化水素酸です。したがってこれらの金属・合金の分析でイオン交換分離を行う場合、そのまま硝酸+フッ化水素酸系で溶離できると好都合です。今回は、硝酸+フッ化水素酸系でのイオン交換を取り

2022/08/21 07:14

カラム法による分離(4)－塩化物錯体

これまで、主に陽イオン交換樹脂による金属イオンの分離について取り扱ってきました。今回は陰イオン交換樹脂の利用を考えます。金属イオンは塩化物イオンと様々な程度で塩化物錯体を作ります。特定の塩化物イオン濃度において生成した塩化物錯体(陽イオン、中性錯体、陰イオ

2022/08/14 07:11

カラム法による分離(3)－錯生成剤の利用

以前にも述べたとおり(2022-06-19)、金属イオンに錯生成剤を加え、生成した金属イオン錯体の電荷が変化する(特に陰イオンになる)と、イオン交換樹脂への吸着挙動が大きく異なるようになります。今回は、アルカリ土類金属イオンにキレート剤を加えた場合について、イオン交換

2022/08/07 07:05

カラム法による分離(2)－アルカリ土類金属

今回はMgを含めアルカリ土類金属のイオン交換樹脂による相互分離について考えます。溶離液として、塩酸、酢酸アンモニウムを取りあげます <<アルカリ土類金属イオンのDg, Dv値>>陽イオン交換樹脂AG 50W-X8－HCl系および－酢酸アンモニウム系におけるアルカリ土類金属

2022/07/31 07:44

カラム法による分離(1)－アルカリ金属

イオン交換分離法は、これまで多くの金属イオンの分離に用いられ、その有効さが認められています。今回以降、金属イオンのいくつかの代表的な分離例について説明します。今回はアルカリ金属の分離を取りあげます。 <<アルカリ金属のDg, Dv値>>陽イオン交換樹脂AG 50W

2022/07/24 07:38

イオン交換分離－カラム法の条件

以前(2022-06-26)述べたバッチ法に比べ、カラム法は分離効率が非常に優れています。しかしカラム法は操作に時間がかかります。実験に先立って理論的な考察をしておくと、実験のおおよその見通しを立てることができ、最適条件を探すためのむだな検討実験の時間を減らすことが

2022/07/17 07:14

クロマトグラフィー「段理論」(2)－正規分布

前回(2022-07-03)の続きです。今回は、溶離曲線が近似的に正規分布をすると仮定して、溶離曲線の式を求め、重要なパラメータである溶離曲線の幅・理論段数・理論段高さ等について述べます。 <<二項分布の正規分布近似>>前回、n×v mLの溶離液がカラムに加えられた後

2022/07/10 07:50

クロマトグラフィー「段理論」(1)－二項分布

前回(2022-06-26)はバッチ法を用いてイオン交換分離を行う方法について述べました。今回以降、カラム法によるイオン交換分離法について述べます。カラム法では、カラムに詰めたイオン交換樹脂の上部に金属イオンを含む試料を注入して吸着させ、さらに溶離液を流すことにより

2022/07/03 07:30

イオン交換分離－バッチ法

イオン交換法を利用した金属イオンの分離法において、バッチ法はカラム法に比べて操作が簡便かつ短時間で済む利点があるのですが、分離効率はあまりよくありません。しかし、分配係数が大きく離れている場合、たとえば二種類の金属イオンのうち、どちらか一方が錯体を作って

2022/06/26 07:09

イオン交換平衡(2)－選択係数と分配係数、吸着率

前回(2022-06-12)の続きです。今回は選択係数と分配係数、吸着率の関係について調べます。選択係数は温度とイオン強度を定めれば平衡定数となりますが、分配係数は酸・塩濃度や錯生成などの副反応によって影響を受けます。これらの値はバッチ法やカラム法による実験で直接求

2022/06/19 07:28

イオン交換平衡(1)－基礎事項

イオン交換とは、固体物質が溶液と接するとき、溶液中のイオンを固体物質中に取り込み、代わりに自身の持つイオンを溶液に放出する現象のことです。この固体物質はイオン交換体と呼ばれ、またイオン交換に伴う反応をイオン交換反応といいます。イオン交換体と溶液の間のイオ

2022/06/12 07:44

イオン対の抽出平衡－クラウンエーテル-カリウム錯体

前々回(2022-05-22)、前回(2022-0529)とキレート抽出平衡について考えました。今回はイオン対抽出です。たとえば、金属イオンが配位子と電荷を帯びた錯体を作るとき、そのままでは有機相に抽出されませんが、ここに反対の電荷を持った特定のイオンを加えると、イオン対を作っ

2022/06/05 07:16

銅(Ⅱ)-オキシンキレート錯体の抽出平衡

金属キレートの抽出平衡の例として、銅-オキシンキレート錯体をクロロホルムへ抽出するときの抽出平衡を取り上げます。 <<銅-オキシンキレート-クロロホルム抽出平衡>>Cq mol/Lのオキシン(HQ)とCm mol/Lの銅イオンCu2+を含みpHを調節した溶液から、無電荷のキレートC

2022/05/29 07:30