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粗製ミョウバンの精製について
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上記内容では、配合比率,実験条件等が分からないので、十分な回答になるか分かりませんが、おそらく始めの合成時にミョウバンと硫酸アルミニウム,硫酸カリウム(それぞれ単塩)の混合物が得られているはずです。この段階が、粗製品になります。 次の工程で、水と濃硫酸を混ぜてイオンの反応を均一化させた状態で冷却化させることで、ミョウバン塩として再結晶化させていると思われます。 なお、純粋な試薬とアルミニウムであれば不純物は少ないと考えられますが、アルミ缶などではマグネシウム等が混合していることがあります。アルミ箔ではマグネシウム混合は少ないですが、製造工程でアルミインゴットを加圧延伸するため、表面に様々な不純物や酸化物が付着していると見られます。
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<実験1> ミョウバンの合成 アルミニウム箔0,4gを上皿天秤ではかり、小片に切っておく。次に水酸化カリウム1,6gを時計皿上に同様にはかりとり、100mLのビーカーに移して、15mLの純粋に溶かす。この溶液中に約半量のアルミニウム箔小片を投入し、時計皿を下にして ふたをする。アルミニウムはガスを激しく発生しながら溶解する。ガスの発生が弱まったら、残りのアルミニウムを全量加えて溶解させる。沈殿物をろ過により取り除く。 濃硫酸3mLを10mLの純粋で希釈した液を別に用意し、これを濾液中にかき混ぜながら徐々に加え、中和する。 このとき水酸化アルミニウムが白い沈澱となって析出する。これに硫酸の残りの全量を加えて、白色沈殿を溶解させる。さらに濃硫酸3滴を加え、加熱して、水酸化アルミニウムを完全に溶解させる。 溶液を、突沸させないように静かに加熱し、15~20mLになるまで濃縮する。これを氷却すると、ミョウバンが析出してくる。十分に析出させてから、吸引濾過し、少量のアルコールで洗浄し、水分を除いたあと、粗製ミョウバンとして秤量する。 <実験2>ミョウバンの精製 約10mLno純粋に、濃硫酸1~2滴を加え、実験1で得られた粗製ミョウバンを、加熱溶解する。これを冷却すると、精製されたミョウバンの結晶が得られる。吸引ろ過して得られた精製ミョウバンを秤量する。 オーブンで結晶水を飛ばし、焼きミョウバンを作り秤量する。 【問2】この実験でKOHが1,6gを中和し、Al(OH)₃を得るのに必要なH₂SOのモル数およびグラム数を求めよ。 また、これは濃H₂SO₄何mLに相当するか。ただし濃H₂SO₄の比重は1,84で、H₂SO₄の含有量は、 95,6パーセントである。 【問3】 中和により生成するAl(OH)₃をすべてAl(OH)₃に変えるために必要なH₂SO₄のモルおよびグラム数を求めよ。 またこれは濃H₂SO₄何mLni相当するか。 【問4】実験1で得られる粗製ミョウバンの理論収量は何グラムか。 【問5】80℃の無水ミョウバンの飽和溶液100gを20℃まで冷却したとき、何gの ミョウバンの結晶が析出するか。 【問6】ミョウバンを純水に溶解すると、溶液は酸性・アルカリ性・中性のいずれを示すか。またその理由を考察せよ。 【問7】粗製ミョウバンの収量と精製ミョウバンの収量はいくらであったか。 【問8】実験2において濃H₂SO₄1~2滴を加えるのはなぜか。 全然わかりません。だれか心優しい方、教えてください。
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