高校化学の質問２つ(Ph-NH2やNaHSO3など)

質問

もうそろそろ受験直前なので詰めの段階に入っているのですが、
分からない問題が２つあったので質問します。

１、
Ph-ONaからPh-OHを合成するために使用可能な試薬を選べ
・・・という問題の選択肢にPh-NH3Cl(aq)があるのですが（ダミー）、これはなぜだめなのでしょうか。
つまり、アニリン塩酸塩は水中で塩酸とアニリンに分離していないのでしょうか。

２、
「亜硫酸ナトリウムに希硫酸を加えると気体が発生する」の反応式
NaHSO3 + H2SO4 → NaHSO4 + H2O + SO2
を答えさせる問題があるのですが、これの作り方がさっぱりわかりません。

どなたかよろしくお願いします。

回答No.3

Tacosan · ベストアンサー

1 だけ:
Ph-ONa + Ph-NH3Cl → Ph-OH + Ph-NH2 + NaCl
と確かにナトリウムは外せます. しかしフェノールとアニリンの混合物ができてしまって (これらは多分油層にいく), そこから分離させるのがおそろしく大変みたいです. 蒸留しようにも, 沸点が 3度くらいしか違わないので面倒っぽい.
ちょっと調べてみたんですが, むしろ「フェノールとアニリンの混合物からアニリンのみを精製するためにアルカリを使う」方法が特許申請されてるくらい.

回答No.5

Tacosan

ああ, もちろん単純に「アルカリを入れる」という特許じゃないです＞#4. もっと細かく, 「こいつをこのくらいの濃度であ～してこ～して」とか, そんな感じでアニリン中のフェノールを ppm レベルまで下げることができるよ, って話.

お礼

皆さんありがとうございました。
そしてすいません、かなり前に確認はしていたのですが、
締め切り＆ポイント付与をすっかり忘れてました。

回答No.4

htms42

１．Ｐｈ－ＮａからＰｈ－ＯＨを作るというのは
Ｐｈ－ＯＮａ＋Ｈ＋→Ｐｈ－ＯＨ＋Ｎａ＋　　　（１）
という反応です。
Ｐｈ－ＯＨの酸性がものすごく弱いのでたいていの酸で起こります。教科書には「炭酸よりも弱い」と載っていると思います。
「弱酸の塩に強酸を加えると弱酸が遊離する」という反応として説明されていると思います。（フェノールの場合には水の上に油状で浮きます。）

アニリン塩酸塩というのは塩化アンモニウムの類推で考えればいいでしょう。アニリンはアンモニアよりもかなり弱い塩基ですからアニリン塩酸塩はＮＨ４Ｃｌよりも酸性がかなり強いです。ＮＨ４Ｃｌの酸性は炭酸よりもかなり強いですからＰｈ－ＮＨ３Ｃｌで（１）の反応は起こるはずです。
ただ反応後にフェノールとアニリンの混合物が油層として浮く事になります。これを分離するためには油層を分離した後、水酸化ナトリウムか塩酸を利用する事になります。それなら初めから塩酸を使えばいいことだということになります。
（フェノールとアニリンの混合物をアルカリ、または酸で分離するというのは高等化学のレベルです。この程度のことに特許があるというのは不思議ですね。）

２．これも「弱酸の塩に強酸を加えると弱酸が遊離する」という反応だと言いたいところですがちょっとややこしい事情が含まれています。

＞「亜硫酸ナトリウムに希硫酸を加えると気体が発生する」の反応式
NaHSO3 + H2SO4 → NaHSO4 + H2O + SO2

ご質問はＮａＨＳＯ４ですね。なぜＮａ２ＳＯ４でないのかという疑問でしょう。私はＮａ２ＳＯ４だと思います。
希硫酸（１ｍｏｌ／Ｌ前後）だと硫酸は完全電離としていいというのが載っているはずです。
解答がこういう表現をとったのはＨ２ＳＯ３の第一段階の電離とＨ２ＳＯ４の第二段階の電離が同程度だという事に引きずられたためでしょう。
でも
Ｈ^＋、ＳＯ４^2-、ＨＳＯ３^－
という混合状態で考えると
Ｈ^＋＋ＨＳＯ３^－→Ｈ２ＳＯ３→Ｈ２Ｏ＋ＳＯ２↑
が起こります。
これは平衡移動です。
右辺でＳＯ２が水の外に出て行くので右に移動するのです。
これは「揮発性の酸の塩に不揮発性の酸を加えると揮発性の酸の気体が生じる」という反応です。電離度が同程度であってもこの反応は起こります。

反応式としては
ＮａＨＳＯ４と書くと電離していないＨがあるという強調になってしまいますから「？」です。
この反応が起こった後の溶液には
Ｈ^＋、ＳＯ４^２－，Ｎａ^＋、ＨＳＯ３^－
が含まれています。Ｈ^＋とＨＳＯ３^－の量は初めよりもかなり少なくなっています。
反応式としては
２ＮａＨＳＯ３＋Ｈ２ＳＯ４→Ｎａ２ＳＯ４＋Ｈ２Ｏ＋ＳＯ２
の方がいいのではないでしょうか。

「亜硫酸ナトリウム」ということですからＮａ２ＳＯ３のはずですね。でもＨ２ＳＯ３の第二段階の電離は小さいですから水中ではＨＳＯ３^－になっていると考えられます。
でも反応式としては入れた物質で表すのが普通ですから
Ｎａ２ＳＯ３＋Ｈ２ＳＯ４→Ｎａ２ＳＯ４＋Ｈ２Ｏ＋ＳＯ２
になるでしょう。

回答No.2

2sakura2

正しいのか確信はないのですが参考程度に回答させていただきます。

１、
アニリン塩酸塩は水酸化ナトリウムを加えるとアニリンが遊離します。
強塩基などの状態にしないとならないのではないでしょうか？
答えの選択肢がわからないので何とも言えません。
もしかしたら問題の間違いかもしれないですので。

２、
作り方というと加熱とかでしょうか？
私の知識だと「亜硫酸水素ナトリウムに硫酸を加える」としか説明ができません。
物質の係数もあってますし。

参考ＵＲＬを載せておきます。

http://www.tennoji-h.oku.ed.jp/tennoji/oka/2003/chu3-03.html
http://www.tennoji-h.oku.ed.jp/tennoji/oka/2004/04ko3-17.htm
2つめはちょっと違いますが・・・。

回答No.1

azu2366

１についてですが、センターの範囲でもある化学の教科書にフェノールの生成法がのってあるはずです。それを参考にして考えてください。
　アニリン塩酸塩は、分離状態ではなく、ＮＨ４＋　と　Ｃl－のイオン状態になっています。分離していません。

２について。二酸化硫黄の生成法でしょう。覚えましょう。

受験がんばってください。

お礼

回答ありがとうございます。
そしてすいません、２は参考書を見るとちゃんと式の作り方が載ってました。

また、投稿してすぐ気がついたのですが、
NaHSO3 + H2SO4 → NaHSO4 + H2O + SO2　　は
Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + SO2　　の間違いでした。