Question

asyu

青線のところで、「初めにH2SO4が反応する」とありますが、⑴の硫酸アンモニウムの反応が同時に起こらないのはなぜですか?

122.〈硫酸アンモニウムの定量)
次の文章を読んで, 各問いに答えよ。 ただし,(3), (4)は有効数字2桁で答えよ。
H=1.0, N=14, O=16, Na=23, S=32, Ba=137
実験操作中に誤って硫酸アンモニウムに硫酸ナトリウムを混ぜてしまった。そこで,
どのくらいの硫酸ナトリウムが混ざっているかを確認するために,次のような実験を行
うことにした。
この混合物7.5gを水に溶かして, 500mLの溶液夜にした。次に,この溶液を 25.0mL
とり,水酸化ナトリウム水溶液を加えて加熱し,気体を発生させた。次に,この発生す
る気体をすべて希硫酸20.0㎡Lに吸収させた。気体を吸収させた溶液を0.100mol/L
の水酸化ナトリウム水溶液で滴定すると10.0mL を要した。
さらに,滴定後の溶液に水酸化バリウム水溶液を加えたところ,0.70gの沈殿が生成
した。
(1) 硫酸アンモニウム水溶液と水酸化ナトリウム水溶液の反応を化学反応式で示せ。
(2) この滴定の終点を知るために加える指示薬としてふさわしいものは何か。また,そ
のときに見られる色の変化を答えよ。
(3) 発生する気体を吸収させるために用いた希硫酸の濃度は, 何mol/L か。
(4) 誤って混ぜてしまった硫酸ナトリウムの量は何gか。
ISTC
[08 高知大)

弱塩基(NH)の塩に強塩基
(NAOH)を加えると,強塩基
が塩になり,同時に弱塩基が
生じる。これを弱塩基の遊離
という。
(※6
122(1) (NH)2SO, + 2 NaOH
Na2SO。 + 2H:O + 2NH3
(2) [指示薬] メチルオレンジ, [色の変化] 赤色→機黄色
(または[指示薬] メチルレッド, [色の変化] 赤色→黄色)
(3) 0.15mol/L (4) 0.90g
解説(2) 発生した NH3 を希硫酸に吸収させると,
2NH3 + HaSO4
(NHA)SO。
NH。*+HO- NH3+HO*
HeSO』が過剰にあるので, 吸収後は HaSO。と(NH4)»SO』 の混合水溶
液となる。これを NaOH で滴定すると, 初めに H SO4 が反応する。
NaSO』+ 2H:O
(※6
もし,HeSO。の中和が終わっ
た後も NaOH を加え続けると
解答(1)式のように (NH4) SO
が反応してNH3 が生じるため
水溶液は次第に塩基性となる
したがって,フェノールフタ
レインのように変色域が塩基
性側にある指示薬を用いると
ここで色が変化するため,這
定の終点を誤ってしまう。
HSO4 + 2NaOH
この中和反応がちょうど終わったとき, 水溶液中には(NH4)2SO4も
共存しているため,その加水分解により弱酸性となる。したがって,
酸性側に変色域がある指示薬を用いる。
(3) 希硫酸中の H2SO, は, NH3と反応すると(NH4)»SO4 に, NaOH と
反応すると NasSO, になるが, いずれも Ba(OH)2を加えると BaSO4
として沈殿する。 SO,?- + Ba(OH)2
沈殿した BaSO。と,希硫酸中に含まれていた HSO。 の物質量は等
しいので, BaSO4 の式量 233 より,
※64
※64
BASO。↓ + 2OH
0.70
(mol)
-=0.150=0.15(mol/L)
233
(※の
0.0200(L)
NH。を定量するために, 過
の HSO,に吸収させ,残
たHASO,をNaOHで滴定
る逆滴定を行っている。
※の4
4)発生した気体の NH3 をx[mol] とおくと,
10.0
1×x+1×0.100×
※8
20.0
-=2×0.150×-
1000
1000
x=5.00×10-°(mol)
NHと NaOH が受け取るH* H:SO。 から生じる H*
一※ 8
(NH),SO。 1mol から NHs 2mol が生じるので, 混合物の水溶液
0.70
でもよい
233
右辺は 2×
2 化学重要問題集

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

めう

硫酸アンモニウムはかなりの弱酸ですが、硫酸は強酸です。酸塩基の反応は、強酸強塩基同士の方が反応は起こりやすいので先に硫酸が反応すると考えられます。解答の右側に書かれているように、水酸化ナトリウムと硫酸の中和が進むと残った酸である硫酸アンモニウムが反応していきます。

これで大丈夫そうでしょうか??まだ何かあったら言ってくださいね😊

asyu

強酸が少しでも残っているうちは弱酸は反応できないってことですか?

めう

そのような解釈で問題ないと思います。
酸の強さというのは、水素イオンを放出する度合い(これが電離度)です。この問題におけるイメージ的な話をすると、硫酸は「水素イオンを放出したくてたまらない!」という物質で、硫酸アンモニウムは「無理して放出しなくてもいいかなー」という物質です。水酸化ナトリウムは塩基であり、「水素イオンが欲しい!」という物質です。つまり硫酸アンモニウムは硫酸が水酸化ナトリウムに与える水素イオンがなくなってやっと「しかたないからあげるかー」という風になります。だから初めに硫酸が反応します。

asyu

なるほど！理解できました！
丁寧に教えていただきありがとうございました😊