高校化学のオキシドールの濃度を求めるという探究活動で

質問

高校化学の教科書で分からないところがあるので、ぜひ教えてください。『探究活動』というページで『オキシドールの濃度を求める』という企画があり、そのためにまず『シュウ酸の標準水溶液を調整する』ということで、シュウ酸ニ水和物をはかりで取り、メスフラスコに入れた純水と混ぜて水溶液を作るとなっており、その次に『過マンガン酸カリウムの正確な濃度を求める』とあって、はかりに過マンガン酸カリウムを乗せて、メスフラスコでなくビーカーに純水を加えて溶かしビュレットに移して、滴定しなさいと書いてあります。
しかし、過マンガン酸カリウムもシュウ酸の標準水溶液を作ったときのように、なぜ、はかりで過マンガン酸カリウムをはかりで取って、メスフラスコに入った純水に溶かすことで、正確な濃度を持った溶液を作ってはいけないのでしょうか？なぜ、わざわざ滴定を行わなくてはいけないのでしょうか？シュウ酸はどうしてこの場合正確な濃度を持った水溶液が作れて、過マンガン酸カリウムはどうして滴定まで行わなければいけないのでしょうか？教えてください。

回答No.2

LimitedExpress · ベストアンサー

#1さんのおっしゃるとおりです。
二重になりますが、説明させていただきます。

過マンガン酸カリウムを用いた滴定では、「過マンガン酸カリウム」であることが大事なのですが、これは光の作用で分解してしまいます。
(実験室にこの液を保存するときは、その影響を最小限に抑えるために、褐色のガラス瓶に入れます。これがなんともいえない妙な色で好きです)

分解量は多くはないのですが、「作った溶液の実濃度が考えていたものとはちがう」ということは、分析をする上では命取りになります。
なので、シュウ酸のように空気、水分、光に対して安定(さらに言うと、固形で扱いやすい)もので濃度既知の溶液を作り、
その溶液を使って過マンガン酸カリウムの濃度を決めてやる、というプロセスが必要となります。

メスフラスコでなくビーカで作るのは、
濃度が不確定なものに、わざわざ高精度で手間のかかるものを使いたくない、という考え方です。
フランクに言うと、「メスフラスコでかっちり作ってもどうせずれるんだから、最初からビーカでいい加減に作っても変わりないべ」、という感じですね。
何度も実験をこなすと、けっこう身にしみますよ。

お礼

なるほど。経験に基づいた貴重な御意見ありがとうございました。参考になりました。

回答No.3

noname#160321

＃１のお答えで全て尽きていますので、蛇足を。^^
容量分析の基本となる試薬としては、シュウ酸ではなくシュウ酸ナトリウムを使用します。
理由はシュウ酸は二水和物(C2H2O4・2H2O)と無水物(C2H2O4)があるため、少し気になるところが残るのです。
そのため水和物でないシュウ酸ナトリウム(Na2C2O4)の99.99+%のものを「封をきりたて」で使用します。
一方シュウ酸の二水和物にも良いところがあり、学部の「分析化学演習」ではシュウ酸の再結晶からスタートしました。なぜ良いかというと、この同じ溶液が水酸化ナトリウム、あるいは水酸化バリウムの標定に使えるからです。またシュウ酸自身強酸性なので過マンガン酸による滴定時に硫酸を加えなくてもきれいに終点が求まる利点があります。
一方水酸化バリウムがなぜ良いかというと、空気中の二酸化炭素を吸っても炭酸バリウムは溶解性が低いため、標定時に上澄みを使えば良いので、貯蔵が簡単。
水酸化ナトリウムはセレーンセン溶液と呼ばれる飽和溶液にして炭酸ナトリウムを不溶化して上澄みを希釈する面倒があります。
水酸化バリウムの利点はさらに硫酸と硫酸バリウムを作る「沈殿滴定」で「伝導度極小」で検出が出来るというメリットもあるわけです。
シュウ酸、塩酸、硫酸、水酸化バリウム、水酸化ナトリウム、ヨウ素、過酸化水素、硝酸銀、などをたがいに標定し合って、実験精度を身に着けるのが「分析化学演習」の第一歩でした。標準物質からはじめ、別ルートから四段階を経て標定で求めた値が99.6％程度一致するとかなり嬉しい。^^
水酸化ナトリウムを硫酸で滴定して「爆発」を起こすという「大学開びゃく以来」の「珍事」を起こした同級生がいました。(爆笑)。いまだに誰も理由が分からない。
私はシュウ酸を濃縮しすぎて、濾過中に「濾紙の底が抜ける」という貴重な経験をしました。(驚いた)。シュウ酸は恐いー。

お礼

詳しい説明ありがとうございました。難しい用語が入っているので、ちょっと理解することが困難ですが、頑張って読んでみます。

回答No.1

bonjovi

>正確な濃度を持った溶液を作ってはいけないのでしょうか？
正確に作ってはいけないというよりむしろ正確に作れないといったほうがいいかもしれません。なぜならば、過マンガン酸カリウムは光により分解し、正確な濃度の溶液を調整することが難しいからです。水酸化ナトリウムなどと同様に標準溶液を用いて濃度を決定させてやる必要があります。
一方、シュウ酸は化学的にに安定、純度の高いものが得られることから、中和滴定の際などに標準溶液として用いられます。
http://www.taihiya.com/kiso/syusan.htm

参考URL：

http://www.chemistryquestion.jp/situmon/shitumon_koukoukagaku_kagaku19_permanganate_titration.html

お礼

お礼が遅れました。丁寧な解答ありがとうございました。参考になりました。