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(至急)化学実験の問題です

Ni^2+にあらかじめ十分NH4Clを加えておいて、NH4OHを加えるとどうなるか、溶解度積と共通イオンの影響について考え、反応式を検討してみよ。
この問題です。
必要になるかもしれないので全文を載せておきます

(1)3mlのNiにdil・NaOHを加える
NiCl2+2NaOH→Ni(OH)2↓+2NaCl

(2)(1)で得たpptを2本の試験管に2分し、次の実験を行う
一方の試験管のNi(OH)2にNH4Clを加える
Ni(OH)2+6NH4OH→[Ni(NH3)6](OH)2+6H2O

(3)他の試験管にNaOClを加える,酸化されて黒色のpptとなる
4Ni(OH)2+O2+2H2O→4Ni(OH)3↓

(4)新たなNi^2+を3ml採り、先のNaOHの反応に準じてdil・NH4OHを加えて反応を観察する
Ni^2+にあらかじめ十分NH4Clを加えておいて、NH4OHを加えるとどうなるか、溶解度積と共通イオンの影響について考え、反応式を検討してみよ

この(4)のところなのですが、どなたかお願いします。

回答の条件
  • 1人5回まで
  • 13歳以上
  • 登録:2012/10/02 01:57:25
  • 終了:2012/10/02 21:13:36

ベストアンサー

匿名回答1号 No.1

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2012/10/02 08:59:52

1番でいきなり反応式にNiCl2が出てくるとことかNi^2+とかdilとかpptとかの用語がよくわからないけど
起きてる反応式からして(Ni2+)*(OH-)^2の溶解度積が小さいので
まず1番の反応が起きて、Ni2+が全部Ni(OH)2になってしばらくしてNH4+*OH-が十分大きくなると2番の反応が起きると思う。

3番の反応式がある意図がつかめないから間違ってるかもしれないけど。
石灰石に息を吹き込み続けたらと同じような感じの問題かと。

その他の回答(0件)

匿名回答1号 No.1

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2012/10/02 08:59:52ここでベストアンサー

1番でいきなり反応式にNiCl2が出てくるとことかNi^2+とかdilとかpptとかの用語がよくわからないけど
起きてる反応式からして(Ni2+)*(OH-)^2の溶解度積が小さいので
まず1番の反応が起きて、Ni2+が全部Ni(OH)2になってしばらくしてNH4+*OH-が十分大きくなると2番の反応が起きると思う。

3番の反応式がある意図がつかめないから間違ってるかもしれないけど。
石灰石に息を吹き込み続けたらと同じような感じの問題かと。

匿名質問者

質問者から

匿名質問者2012/10/02 10:47:37

dilは希薄な pptは沈殿の意味だそうです
溶解度積と共通イオンの影響について考え、反応式を検討してみよ。の部分はどう回答すればいいのでしょうか?

  • 匿名回答1号
    匿名回答1号 2012/10/03 02:25:34
    共通イオン(効果)の項目について調べてみたら、平衡とかルシャトリエの原理と同じ事をいっているみたいだから回答追記しときます。後これどっちでも大丈夫ですけど最初はNiの水溶液ですよねたぶん。

    NH4+,Cl-が十分あるNi2+(aq)に希釈なNH4OHを加えると水溶液内にあるイオンは
      NH4+  十分
      Cl-  十分
    Ni2+ そこそこ
      OH- 少量
    になります。ここで1式の反応からNi(OH)2の沈殿が生じる。
    この式の平衡定数をK1とすると、K1={(Ni(OH)2)*Na+^2*CL-^2)]/[Ni*Cl^2*Na^2*OH^2]
    ここで沈殿するのでNi(OH)2=1,また式の上下にあるものをけして
    (あ、ちなみにCl-とかかいているけどこれ濃度C(Cl-)です。符号もそこそこ省略)
    K1=1/[Ni2+*(OH-)^2] このNi*OH^2が1/K1より大きくなればNi*OH^2を小さくするために
    Ni(OH)2 が沈殿で生じる。←溶解度積の意味 
    ちなみにK1はかなり大きい数値になることがわかる。

    この2)から沈殿を分けてそこにNH4Clを加えると、
    Ni(OH)2+6NH4OH→[Ni(NH3)6](OH)2+6H2Oの反応がおこることがわかる。
    この時の水溶液の濃度
     Ni そこそこ? (NiOH2が一部溶けて平衡まで濃度が戻ったと考えても良い)
     OH そこそこ?  OH-はH2Oになり消費されるので
     NH4 小さい       (入れた先から変化して言っているので
    Cl- そこそこ
     [Ni(NH3)6]+     そこそこ?小さい?

    水の濃度はほぼ一定と考えてよいのでH2O=1
    この時の平衡定数をK2として考えると(細かいところはじめから省略
     K2=([Ni(NH3)6]+) / [Ni* NH4^6 * OH^6]

    この時の状況は分子の濃度が小さいので分母のさらにいえばNH4+が小さくなり
    分子が大きくなるまでNH4は入れたら入れただけ反応する状況と言える。

    じゃあ問題に戻って
    Niが存在するNH4Clの成分が十分ある状況でNH4OHを加えると
    平衡から一時的にずれたと考えて、増えたNH4+ と OH- のどちらか(または両方)を
    減らす方向に反応が進む。
    この場合は1式か2式。ならどっちが減るかだけど、
    (共通イオンといっているぐらいだから問題の流れからNH4を減らす2の反応が
    おこるかもしれないけどというかむしろそっちの気がするけど)
    まず溶解度積が少なそうなので1式の反応して沈殿がおこる。
    1式の反応が起こっているときは平衡していると考えてよさそう。
    ここでNiが少なくなり(Niが沈殿してほぼ無くなり)反応がほぼ起こらなくなってからも
    更にNH4OHを加え続けると(別に反応途中で反応が変わることも考えうるけど)
    OHが相対的に大きくなってNH4は大きくなりそのふたつを減らそうと
    そのうち2の反応がおこる。
    (共通イオン効果←本当は平衡している状態の溶液Aに反応式にどちらかに消費される形で含まれるイオンを含む溶液Bを追加で加えた場面の場合みたいなので平衡しているが多少怪しいですが)


  • 匿名回答1号
    匿名回答1号 2012/10/03 02:37:01
    あえていうなら2の反応が右に進むのが共通イオン効果だと。(サ変の式にNH4もあるしOHの数も多いし)
  • 匿名質問者
    匿名質問者 2012/10/03 04:24:33
    たいへん詳しい回答ありがとうございました!追記までしていただいて本当に助かります!

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