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硫化水素水と金属イオンの実験について

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  • 質問No.210583
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お礼率 75% (3/4)

金属イオンの含まれる水溶液に硫化水素水を加えて沈殿を見る実験についてわからないことがあります。

1)酢酸鉛Pb(CH3COO)2、硫酸亜鉛ZnSO4、硫酸鉄((2))FeSO4、を別々に1mlずつとり、これに硫化水素水を加えた時の変化を見る。という実験をしたときに、
酢酸鉛…透明  硫酸亜鉛…白色  硫酸鉄((2))…黒色沈殿
という変化が見られたそうですが(実際に自分は見ていない)、後で図表を調べてみると、本当は
酢酸鉛…黒  硫酸亜鉛…無色  硫酸鉄((2))…無色
という結果になるらしいんです。なぜこのような違いが出たのかわからないので教えてください。

2)さらにこの後、各溶液にアンモニア水を4,5滴入れたらどうなるかについても教えてください
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レベル10

ベストアンサー率 58% (58/99)

基本的に,

PbS:黒色沈殿,ZnS:白色沈殿,FeS:黒色沈殿

となるはずです.しかし,金属硫化物MSの最大のポイントは,水溶液のpHによって,沈殿となるか沈殿が溶けるかが決まるのです.だから,アンモニア水を加えるのは,おそらくpHを変化させようという目論みなのでしょう.
H2S <--> 2H+ + S2-
このような平衡は,pHによって平衡移動が変化します.酸性が強いほど,H+が過剰に存在するので,この平衡は左に動きますし,塩基性が強まればその逆です.この平衡に加えて,金属硫化物MSの溶解度積が関連して,これらのことは説明できるのですが,今回はその傾向だけをまとめておきます.

液性を問わず沈殿するもの
PbS(黒),HgS(黒),CuS(黒),CdS(黄),SnS(褐)

中性,塩基性溶液中ではじめて沈殿するもの
ZnS(白),NiS(黒),MnS(桃),FeS(黒)

沈殿しないもの
Na+,K+,Ca2+,Ba2+,Mg2+

以上のような傾向があります.PbSはきわめて安定な沈殿なので,無色となってしまったという結果は,ちょっと意に沿わないものになってしまったのかもしれません.絶対量が少なかったとか,他の要因が考えられるかもしれません.
また,ZnSとFeSは中性および塩基性条件でなければ沈殿が生じませんので,「ZnSとFeSは必ず沈殿化する」と思ったら誤りで,図表によっては無色と書かれているものもあるのかもしれません.私なら,hakkutoさんの実験結果から考えると,最初の時点ですでにZnS,FeSとも沈殿していたので,これにアンモニア水を加えてもなんの変化も見られないと予想します.

ちなみに,この原理は「硫化水素水による無機金属イオンの定性分析」の第一段階にあたります.つまり,pHが低い酸性条件でH2Sを通じて沈殿した金属イオンはPb,Hg,Cu,Cdのいずれかであるのを利用した分析法です.興味がございましたら,教科書なりで見てみるのもよろしいかもしれません.


あまり直接的な回答ではないのですが,参考になりましたでしょうか.
お礼コメント
hakkuto

お礼率 75% (3/4)

どうもありがとうございます。
あとで別の人に聞いたらやはりPbSが沈殿しなかったのは、おかしかったようです。
とても参考になりました
投稿日時 - 2002-02-04 22:21:43
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