化学の酸化還元反応に関する問題についての質問です。

質問

SO2の水溶液30mLに1.0×10^3(mol/L)ヨウ素溶液を加えたところ、はじめは滴下したヨウ素の色が消えたが、x(mL)加えたところでヨウ素の色が残るようになった。また、このときのpHは3.0であった。xの値を有効数字2桁で求めよ。

という問題です。

まず、酸化還元のイオン反応式の
I2+SO2+2H2O→(4H+)+(2I-)+(SO4^2-)を考え、I2が1mol反応し、H＋が4mol生成することを利用してxを求める、ということは理解しました。

ここで、加えたヨウ素をx(mL)とすると、

4×1.0×10^(-3)×x=1.0×10^(-3)×(30+x)になると解答に書いてあります。

ただ、イオン反応式を利用した酸化還元の問題では、解答の30+xの部分が、ただの30になることが多いです。ここではなぜ、「30+x」にするのでしょうか？

回答No.1

101325 · ベストアンサー

> ここではなぜ、「30+x」にするのでしょうか？

問題文に与えられているpHが、反応後の溶液のpHだからです。

「4×1.0×10^(-3)×x=1.0×10^(-3)×(30+x)」の左辺はI2の物質量から求めたH+の物質量です。

　左辺 ＝ 4×(ヨウ素溶液の濃度)×(ヨウ素溶液の体積)

それに対して右辺はpHから求めたH+の物質量です。

　右辺 ＝ 10^(-pH)×(反応後の溶液の体積)

ただし

　H+ ＋ SO4^2- → HSO4-

の反応が起こらないこと、すなわちHSO4-の電離度が１であること(仮定１)と、反応前後で体積が変化しないこと(仮定２)、つまり

　反応後の水溶液の体積 ＝ SO2の水溶液の体積 ＋ ヨウ素溶液の体積

となることを仮定して計算しています。

> イオン反応式を利用した酸化還元の問題では、解答の30+xの部分が、ただの30になることが多いです。

滴定の問題では、物質量を求める式が

　物質量 ＝ (反応前の濃度)×(反応前の溶液の体積)

という形になることが多いです。それが今回は

　物質量 ＝ (反応後の濃度)×(反応後の溶液の体積)

の形になっている、というだけのことです。

お礼

理解することができました！
ありがとうございましたm(__)m