Question

さな

平衡が同時に成立しているとはどういうことですか？

Zn (OH)2 が沈殿しているとき, 水溶液中では式 ① の溶解平衡の
状態にある。
Zn (OH)2 (固) Zn2+ + 20H-
①
NaOH水溶液を加えてpHを大きく ( [OH] を大きくしていく
と, 式 ③ の平衡が右に移動し, [Zn (OH)4] 2-のモル濃度が大きく
なっていく。
Zn2+ + 4OH
[Zn(OH)4]2-
Zn (OH)2がすべて溶解するまでは, 式 ① と式 ③ の平衡が同時
に成立しており、結果的に 式 ① + 式 ③で表される次の式 ⑤の
平衡が成立していると考えてよい。
⑤
Zn (OH)2 (固) +2OH
式 ⑤ の平衡定数 K' は次の式 ⑥ で表される。
[Zn(OH) コー

(5)操作2において,水酸化亜鉛がちょうどすべて溶解したときの水溶液のpHを,
四捨五入により小数第1位まで記せ。 ただし、水酸化ナトリウム水溶液を加えた
ことによる水溶液の体積変化は無視できるものとする。 また、この水溶液におい
ては [Zn2+]<[[Zn (OH)4]2-] であり、亜鉛イオンのほとんどは錯イオンとして
存在している。 亜鉛イオンからテトラヒドロキシド亜鉛(II)酸イオンが生成する
反応およびその平衡定数 Kは,次の式 ③ および式④で表されるものとする。
必要があれば, (4) で示した水酸化亜鉛の溶解度積 Ksp の値を用いよ。
Zn2+
K=
+ 40H⇌ [Zn (OH)4] 2-
=5.0×1017(mol/L)-4
[[Zn(OH)4]2-]
[Zn2+] [OH-]4
..③
④

224
[xco mc
16 塩化鉄(Ⅲ),塩化銅(II), 塩化亜鉛をそれぞれ1.0×10mol/Lのモル濃度で
含む塩酸酸性の水溶液 (水溶液 Xとする) に,次の操作1~3を順に行った。 これ
について,下の(1)~ (5) に答えよ。 ただし, [X] は水溶液中のXのモル濃度を表す。
また、必要があれば、次の値を用いよ。
水のイオン積:Kw=1.0×10-14 (mol/L)2
常用対数: 10g102.0=0.30
操作1 水溶液 X に水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ加えたところ, はじめに
2
そん
水酸化鉄(Ⅲ),次に水酸化銅(Ⅱ), 最後に水酸化亜鉛の沈殿が生じた。
操作2 水酸化ナトリウム水溶液をさらに加えていくと, 水酸化亜鉛の沈殿がテト
ラヒドロキシド亜鉛 (II)酸イオンとなって溶解したため、ろ別して沈殿
A とろ液aに分けた。
辛
さ
操作3 沈殿 Aに塩酸を加えて完全に溶かしたのち, アンモニア水を十分に加え

Answer 1

じくじ

そもそも、平衡が成立するとは「平衡定数の式を満たすような濃度バランスが保たれている」イメージです。
例えば③式の平衡が成立しているならば、
Zn2+・OH- とZn(OH)42-の濃度が2枚目の写真の④式を満たすようにバランスを保っています。

ですので、①③式で表される反応の平衡が同時に成立しているということは、①③式の両辺の物質が平衡定数を満たすような濃度で固定されているということです。