前回(2025-07-06)は、場合分けをして近似式を用いる方法により銅(II)のヨウ素滴定の滴定曲線を描きましたが、今回はソルバー法を用います。 具体的には前回同様、Cco mol/Lの銅(II)溶液, Vc mLに過剰のヨウ化カリウム溶液Ciomol/L, Vi mLを加えて、水でv mLにして、
酸塩基反応、沈殿反応、錯生成反応などの溶液内イオン平衡についてエクセル(EXCEL)を用いて理論的に解析し、滴定曲線の作成や溶解度の計算などをしていきたいと思います。
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
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
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
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
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前回(2025-07-06)は、場合分けをして近似式を用いる方法により銅(II)のヨウ素滴定の滴定曲線を描きましたが、今回はソルバー法を用います。 具体的には前回同様、Cco mol/Lの銅(II)溶液, Vc mLに過剰のヨウ化カリウム溶液Ciomol/L, Vi mLを加えて、水でv mLにして、
弱酸性で、2価の銅イオンに過剰のヨウ化物イオンを加えると、不溶性のヨウ化銅(I)とヨウ素が定量的に生成します。生じたヨウ素をチオ硫酸ナトリウムで滴定することにより、銅を定量することができます。このような滴定法は「ヨウ素還元滴定法」と呼ばれます。このときの滴定
今回は、エクセル-ソルバーを用いて「K2Cr2O7によるFe(II)の酸化還元滴定」の滴定曲線を描く方法を検討します。 具体的には、濃度CFo mol/Lの鉄(II)を含む1 mol/L硫酸溶液v mLを濃度CRomol/Lのクロム酸カリウム(K2Cr2O7)で滴定する(滴下量, t mL)ことを考えます。
エクセルを用いて、過マンガン酸カリウムKMnO4によるシュウ酸(COOH)2の酸化還元滴定の滴定曲線を描きます。酸化滴定剤であるKMnO4溶液は濃い赤紫色をしており、またその還元形であるMn2+イオンはほぼ無色であるため指示薬は必要ありません。滴定は通常、当量点の電位変化を急
前回(2025-06-08)は、「二分法」、「MIN法」の手法を用いて、酸化還元滴定曲線を描きました。今回は、「ソルバー法」、「二次式法」および「レビ法」を用いて滴定曲線を描く方法を示します。 具体的には、濃度Cfo mol/Lの鉄(II)を含む1 mol/L硫酸溶液v mLを濃度Ccomo
前回(2025-06-01)は、当量点前後で場合分けをして近似式を作成し、酸化還元滴定曲線を描きました。今回は、このような近似を行わずに、より厳密に平衡式を解いて滴定曲線を描く方法を検討します。より厳密な方程式の解を簡単に求めるためには、エクセルを使用して「二分法」
酸化還元滴定でよく用いられる「セリウム(IV)標準溶液によるによる鉄(II)の滴定」を例として、当量点以前・当量点・当量点以降で場合分けをして近似式を作成し、酸化還元滴定曲線を描く方法を説明します。 具体的には、濃度Cfo mol/Lの鉄(II)を含む1 mol/L硫酸溶液v m
分析成分と滴定剤との酸化還元反応に基づく滴定法を酸化還元滴定と言います。酸化されやすい分析成分に対しては滴定剤として酸化剤を用い、還元されやすい分析成分に対しては還元剤を用いて滴定します。酸化還元滴定の滴定曲線を描くための基礎的事項を説明します。 <
前回(2025-05-11)は、Fe(Ⅲ)-Fe(Ⅱ)系電極電位に対するpHの影響について調べました。ここでさらに錯生成剤が加わるとどうなるでしょうか？ 今回は、フッ化物イオン(F-)の添加による電極電位の変化について調べます。 <<関係式、定数値>>Fe(Ⅲ)-Fe(Ⅱ)系にフッ化物イ
前々回(2025-04-27)、前回(2025-05-04)で述べたように、電極電位は酸塩基反応・錯生成反応・沈殿反応といった副反応の影響を受けます。今回は、Fe(III)-Fe(II)系の酸化還元反応に対するpHの影響について調べます。 <<錯生成定数、溶解度積>>Fe3+イオン、Fe2+イオンは
前回(2025-04-27)は電極電位に及ぼすpHの影響について調べました。しかし、電極電位は錯生成反応、沈殿反応によっても影響を受けます。今回はそのいくつかの例を紹介します。 <<錯形成反応を伴う酸化還元反応>>錯形成反応を伴う酸化還元反応について、次の2つのパタ
前回(2025-04-20)は酸化還元反応のネルンスト式、標準電極電位およびそれらと平衡定数との関係について調べました。今回は、見掛けの電位および酸化還元反応に対するpHの影響について調べます。 前回説明したように、半電池反応(aOx ＋ ne- ⇄ bRed)のネルンスト式は
これまで、酸塩基平衡、錯生成平衡、沈殿平衡について見てきました。今回からは、酸化還元平衡について調べたいと思います。 <<酸化還元の定義>>酸化還元の概念は、ラボアジェによって導入され、多くの変遷を経て、現在は電子の授受あるいは酸化数の増減で定義するの
ハロゲン化物イオン(I-,Br-, Cl-)を含む溶液をAg+で滴定するときの理論的滴定曲線を描きます。 AgI, AgBr, AgClの溶解度積を、Kspi = [Ag][I], pKspi = 16.08Kspb = [Ag][Br], pKspb = 12.30Kspc = [Ag][Cl], pKspc = 9.74とします。これらのハロゲン化銀塩の
前回(2025-03-30)述べたように、硝酸銀による塩化物イオンの滴定においては、指示薬としてクロム酸カリウムを用いるモール法がよく用いられます。今回はモール法における銀イオン、塩化物イオン、クロム酸イオンの濃度変化の様子および滴定誤差について調べます。 硝
これまで滴定として、酸塩基滴定(2023-06-25)、EDTA滴定(2024-05-03)を取りあげましたが、今回は沈殿滴定を考えます。よく利用される沈殿滴定の一つは、硝酸銀標準溶液による塩化物の定量です。これを例にして沈殿滴定を説明します。 <<全濃度と平衡濃度の関係>>銀標
これまで溶解度を求める場合、主に25℃における平衡定数を用いて計算してきました。なぜならば、一般に平衡定数値の測定は25℃で行うことが基準であり、教科書等では25℃での値が記載されていることが多いからです。しかし、実際問題として、異なった温度における溶解度を
今回には、酢酸バリウム(Ba(CH3COO)2)、酢酸ストロンチウム(Sr(CH3COO)2)および酢酸-酢酸アンモニウム緩衝液を含む溶液にK2CrO4を加えることを考えます。この結果を踏まえ、バリウムイオンとストロンチウムイオンを含む溶液にクロム酸カリウムを加えて分別沈殿を行うことが可
リン酸カルシウム塩には組成や結晶形の違いによって様々な種類があることが知られています。今回は、リン酸水素カルシウム(CaHPO4･2H2O)、リン酸三カルシウム(Ca3(PO4)2)およびヒドロキシアパタイト(HAp) (Ca10(OH)2(PO4)6)についてpHと溶解度の関係を求めます。 <関
カルシウムイオンとバリウムイオンを含む溶液に硫酸を加えて分別沈殿を行うことを考えます。CaSO4とBaSO4の溶解度積を比較するとBaSO4の方が小さいので、硫酸を加えていくと先にBaSO4が沈殿し、次いでCaSO4が沈殿します。Ca2+を溶液にとどめて、Ba2+だけを選択的に沈殿させる
ニッケルとEDTAの錯生成反応は生成速度が遅いので、直接滴定をする場合は、溶液を加温してゆっくり滴定する等の工夫が必要です(2024-07-7)。今回は、EDTAを過剰に加えてNi-EDTA錯体を十分に生成させたあと、XOを指示薬として過剰のEDTAを標準Zn溶液で滴定する逆滴定法につい
ニッケルとEDTAの錯生成定数は大きいのですが、生成速度が遅いので、直接に滴定する場合は溶液を加温してゆっくり滴定する等の工夫が必要です。今回は、Cu-PANを指示薬に用いて、Ni2+をEDTAで直接に滴定する場合について考えます。 <<Cu-PANとは>>PAN(1-ピリジルアゾ
前回(2024-06-23)は、エリオクロムブッラックTを指示薬とした弱塩基性でのZn-EDTA滴定について考えました。今回は酢酸-アンモニア緩衝液によってpHを弱酸性に調整したあと、キシレノールオレンジを指示薬としてZn-EDTA滴定をする場合について考えます。 <<キシレノー
亜鉛のEDTA滴定法を考えるにあたって最低限必要な条件は、(1)水酸化物(Zn(OH)2)が沈殿しない、(2)Zn-EDTAの条件生成定数が十分大きい、(3)適切な終点検出法がある、ことです。この滴定条件について考え、適切な条件下で滴定曲線を描きます。 <<滴定可能な条件>>＜補
EDTA滴定の重要な応用分野として水の硬度測定があります。水の硬度を求めるためには、CaおよびMgの定量が必要です。今回はEDTA滴定によるCa, Mgの分別定量について考察します。 水試料中のCa, Mgの定量法としてJISに採用されている方法を調べます。JIS K-0101, -0102
これまで述べてきたように、pHなどの滴定条件によって滴定曲線のジャンプの程度は変化します。今回はカルシウムのEDTA滴定を例にとって、与えられた滴定条件における適切な指示薬の選定について考察します。 <<Ca-EDTA滴定が定量的となる条件>>金属イオンMをEDTAで滴
滴定では当量点を実際に検出することが必要です。このために何らかの化学的、物理的な検出手段が用いられ、こうして実際に求められた当量点を終点と言います。(理論的)当量点と(実験的)終点のあいだには幾分かの誤差が生じます。今回は金属指示薬を用いたときのEDTA滴定の滴
前回(2024-05-19)のカルシウムの滴定に引き続き、今回はEDTAによるマグネシウムの滴定曲線を求めます。マグネシウムの滴定ではMg(OH)2沈殿の生成に十分注意する必要があります。MgOH+,MgHY-の錯生成およびMg(OH)2の沈殿生成を考慮に入れ、ソルバー(2023-04-23)を用いてより
前回(2024-05-12)は「滴定曲線の式」を導いてカルシウム(II)－EDTA滴定の滴定曲線を描く方法について考えました。今回はエクセルの「ソルバー」を利用してより厳密な計算を行って滴定曲線を描きます。 <<Ca2+－EDTA滴定の条件>>前回の取り扱いで、pHは常に一定と仮定
Ca2+－EDTA滴定の滴定曲線を描く方法について考えます。まず、EDTAの酸解離だけを考慮した場合の滴定曲線を描きます。ついで、Ca2+の加水分解(CaOH+の錯生成)も考慮に入れてもう少し厳密な計算をして滴定曲線を描きます。 <<EDTAの酸塩基反応だけを考慮した場合>>前
錯生成平衡を利用する金属イオンの滴定を錯滴定と言いますが、このうち滴定剤としてキレートを用いる場合はキレート滴定と呼ばれます。エチレンジアミン四酢酸(EDTA)はほとんどの金属イオンと1：1の安定な金属-キレート錯体を作ります。キレート滴定の代表であるEDTA滴定につ
カドミウムイオン(Cd2+)は塩化物イオン(Cl-)と塩化物錯体(CdCl+,CdCl2, CdCl3-, CdCl42-)を作ります。このCd-Cl錯体の平衡、特にイオン強度の大きな溶液中での活量係数を考慮した平衡について調べます。 <<平衡式、生成定数および化学種濃度>>前提として十分な酸が
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
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
「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
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
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
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
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
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
