2 「過炭酸ナトリウム」の水溶液の定量分析に関する手順を読み,以下の問いに答えなさい。 漂白剤として市販されている「過炭酸ナトリウム」は,炭酸ナトリウムの水溶液と過酸化水素水から得ら れる化合物であり,化学式を (1-x) Na2CO3xH2O2 と表すことができる。 「過炭酸ナトリウム」は、つくる条 件により(1-x)Na2CO3xH2O2のxの値が0から1の間で変化する。このxを次の手順により酸化還元滴定 を用いて求めることにする。 手順1 「過炭酸ナトリウム」を電子天秤で1.40g 正確にとり,純水に溶解しメスフラスコで100mL の水溶 液とする。 手順2 「過炭酸ナトリウム」の水溶液をホールピペットで正確に10mLとり, コニカルビーカーに入れる。 これに 3.0mol/Lの希硫酸を10mL 加えて水溶液を酸性とする。 さらに2.0mol/Lのヨウ化カリウムの水 溶液を2.0mL 加える。 KI 手順3 コニカルビーカー中の水溶液に対して, ビュレットに入れた0.10mol/Lのチオ硫酸ナトリウム Na2S2O3 の水溶液を滴下し,酸化還元滴定を行う。 手順4 滴定を進めると薄い黄色の水溶液が得られるが,これに1.0%のデンプンの水溶液を1.0mL加え るとヨウ素デンプン反応により青紫色の水溶液となる。さらに慎重にチオ硫酸ナトリウムの水溶液を滴下 すると青紫色の水溶液が無色透明となる。青紫色の水溶液が無色透明になった時点を滴定の終点とする。 手順5 滴定を3回繰り返し, 滴定量の平均値を求める。 手順6 滴定量の平均値からxを算出する。 問1 手順2において,酸性水溶液中で過酸化水素がヨウ化物イオンにより還元され,水溶液中でヨウ素が 生成する。この反応についてイオンを含む化学反応式で示しなさい。 2 手順3において,チオ硫酸ナトリウムNa2S2O3 中のチオ硫酸イオン S2032 - は,下の電子を含む化学反 応式によりテトラチオン酸イオン S4062 が生成する。 2S2O32S4O2 +2e- 問1で生成した水溶液に含まれるヨウ素はチオ硫酸ナトリウム Na2S2O3 と酸化還元反応を起こし再びヨウ 化物イオンとなり、同時にテトラチオン酸ナトリウムNa2S406 が生成する。 ヨウ素とチオ硫酸ナトリウム この酸化還元反応についてイオンを含む化学反応式で示しなさい。 3 手順4と手順5において, 0.10mol/Lのチオ硫酸ナトリウムの水溶液による滴定の平均値が20.0mL であったとき,手順1で調製した「過炭酸ナトリウム」の水溶液中の過酸化水素のモル濃度を求めなさい。 4 手順6により得られた「過炭酸ナトリウム」の化学式 (1-x) Na2CO3H2O2におけるxを求めなさい。 ただし,「過炭酸ナトリウム」に含まれる過酸化水素以外の成分が炭酸ナトリウムのみであるとして計算し なさい。

基 (酸化還元滴定) 2 研究 問1 酸化剤と還元剤の半反応式は, (酸化剤) H2O2+2H+ +2e→2H2O (還元剤) 2I→I2+2e (酸化剤) + (還元剤)として電子 e-を消去すると H2O2 +2H+ + 2I'→I2+2H2O 問2 酸化剤と還元剤の半反応式は以下の通り。 (酸化剤) I2 + 2e → 2I- (還元剤) 2S2O32- →S4062 +2e- (酸化剤) + (還元剤) として電子 e-を消去すると Iz+2S2O32 2I + S4062- 問3 問1の反応式より、反応した過酸化水素の物質 量と生成したヨウ素の物質量は等しい。 「過炭酸ナトリ ウム」の水溶液中の過酸化水素のモル濃度をC[mol/L] とする。 問2の反応式の係数比より Cx 10.02 1000 1 20.0 = 0.10x 1000~ C=0.10mol/L 問4 「過炭酸ナトリウム」 の式量は 106(1-x) +34x=106-72x 「過炭酸ナトリウム」 1mol には過酸化水素がx (mol) 含 まれる。 問3で求めた過酸化水素のモル濃度より 1.40 -xx 106-72x =0.10 x=0.50 100 1000