千葉大の無機化学

質問

千葉大の無機化学

沈殿したＣｕＳに硝酸を加えていくと青色溶液になった。
この反応式を書け。

これは、弱酸遊離ですか？酸化還元ですか？
Ｎ０２が発生するのですが・・・。

反応式が
ＣｕＳ＋４ＨＮＯ３・・・と決まる根拠を教えてください。

回答No.3

nious

#2です。

何かの参考になるかも知れないので、

ある程度大きな濃度の「酸化力の無い」強酸水溶液に対する、CuSの溶解度s(M)を求めてみます。

sが非常に小さいと仮定すると、溶解によるpHの上昇 と 溶液の体積変化 は十分に無視出来ます。

すると、強酸の解離により決定する[H^+](pH)は、CuSの溶解後でも殆ど同じと見做せます。

CuS(固体) ⇔ Cu^2+ + S^2-
[Cu^2+][S^2-]＝Ksp＝8・10^(-36)

H2S ⇔ H^+ + HS^- ；K1＝10^(-7)
HS^- ⇔ H^+ + S^2- ；K2＝10^(-12.9)

溶液は強酸性だから「Cu^2+」の加水分解は十分に無視出来、

また「S^2-」の存在比率は、K1K2/([H^+]^2＋K1[H^+]＋K1K2)≒K1K2/[H^+]^2 と近似出来るので、

[Cu^2+]≒s
[S^2-]≒s・K1K2/[H^+]^2

[Cu^2+][S^2-]≒s^2・K1K2/[H^+]^2＝Ksp

∴ s≒[H^+]・√(Ksp/K1K2)＝[H^+]・2.5・10^(-8) と近似的に表せます。

強酸性溶液のpHに関わらずに、溶解度sは非常に小さくなる為、この近似は妥当と思われます。

pH＝1 では 溶液1L当たりに 約2.5・10^(-9)mol (0.24μg)

pH＝0 でも 約2.4μg しか溶けない事になります。

「殆ど溶けない」と言えるでしょうね。

回答No.2

nious

CuSは極めて溶解度積が小さいので、H2Sの酸としての「弱さ」を考慮してもなお、

CaCO3のように、弱酸の遊離により溶ける事はないと思われます。

岩波理化学辞典によると「希酸に溶けず硝酸に溶ける」とハッキリと書かれているので、

もし濃硝酸なら多分、次のように酸化されて溶けると考えられます。

CuS(固) ⇔ Cu^2+ + S^2- (極めて難溶)
NO3^- + 2H^+ + e^- → NO2 + H2O
S^2- → S + 2e^-

より、

CuS(固) + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + S + 2NO2 + 2H2O

回答No.1

c80s3xxx

Cu2+ は酸化も還元もしていません．
問題は S2- で，これは強酸性下では H2S になります．この部分は弱酸遊離です．
しかし，H2S は還元剤です．これが硝酸に酸化されるわけです．
まあ，S2- のままでも還元剤ですが．