変化と平衡 思考 159. 溶解度積■一般に, Cu2+ と Zn2+ が溶けた溶液の水素イオン濃度 [H+] を調製し, H2Sを通じると CuSのみを沈殿させることができる。 次に示す実験条件,および数値 を用いて,下の問いに答えよ。 ただし, [H2S] は常に一定とし, 有効数字は2桁とする。 [H2S]=1.0×10-'mol/L, [Cu2+] = 5.0×10mol/L, [Zn²+]=1.0×10-mol/L CuSのKsp (Cus)=6.5×10-30(mol/L)2 ZnSのKsp (Zns)=3.0×10-18(mol/L)2 -8 H2S の電離定数 H2SH++HSK=8.0×10 mol/L HS¯ H++S2-K2=1.5×10-14mol/L ⇒ (1) ZnS の沈殿が生じない [S2-] の範囲を示せ (1) (2) 硫化水素の2段階の電離を H2S2H++S2- とまとめて表した場合, この平 エ衡の平衡定数K を Ki, K2 を用いて表せ。 (3) Cus のみを沈殿させることができる[H+]の下限を答えよ。 (17 東京大 改 )

解答 (1) (a) 塩化銀:1.7×10-mol/L クロム酸銀 : 3.3×10mol/L (b) 5.2×10-mol/L (2) (a) 赤褐色のクロム酸銀の沈殿の析出で滴定の終点がわかる。 BA (b) 0.135mol/L (c) 4.1×10-4mol 解説 塩化銀AgCI およびクロム酸銀Ag2 CrO の沈殿生成は, それぞ れ次のように表される。 Ag++CI→ AgCl 2Ag++CrO42 Ag2CrO4 lom 01x 0001 (1)(a) 塩化銀の溶解度積[Ag+] [CI-]=1.7×10-10 (mol/L)から, 1.7×10-10 (mol/L)2 1.7×10-10 (mol/L)2 [Ag+]= CHC [CI-] = 1.00×10-2mol/L =1.7×10-mol/L クロム酸銀の溶解度積 [Ag+] [CrO-]=1.1×10-12 (mol/L) 3から, 1.1×10-12 (mol/L) 3 1.1×10-12 (mol/L) 3 [CrO42] CHV [Ag+] = 1 =3.3×10-5mol/LCH = 1.00×10-3mol/L H (b) (a) で求めた [Ag+] を比較すると, クロム酸銀が析出しはじめると き, 塩化銀はすでに沈殿していることがわかる。 クロム酸銀が析出しは じめるときの[Ag+] は, (a) から, 3.3×105mol/Lであり,このとき塩 化銀の溶解平衡が成り立っているので, 塩化銀の溶解度積[Ag+][Cl-] = 1.7×10-10 (mol/L)から [CI-] は次のように求められる。 1.7×10-10 (mol/L) 2 1.7×10-10 (mol/L) 2 [CI-]= タル [Ag+] = =5.15×10-mol/L 3.3×105mol/L 0-2 1/T ていた 24