錯イオンの問題

質問

コバルトイオン、塩化物イオン、アンモニアの３成分できている
錯塩があり、その組成は
Co 22.1% Cl 39.8% NH3 38.1% である。

この結晶0.200gを水に溶かし硝酸銀水溶液を十分に加えたところ、
0.323gの白色沈殿を生成した。次にネスラー試薬を加えたが
どれにも変化は認められなかった。----以下略

●小問の１つ
錯塩１粒子が水溶液中で解離した塩化物イオンの個数はそれぞれいくつか。

本の解説
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与えられた組成と原子量から分子量を計算し

CoCL3・6NH3=267.5
0.200/267.5≒7.5×10^-4 [mol]
錯塩に含まれるCl原子のうち、塩化銀を生成するのは、中心金属イオンに
配位結合していないものだけだから、AgCl=143.5より
0.323/143.5=2.25×10^-3

(2.25×10^-3)/(7.5×10^-4)=3[個]
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自分は下記のように考えました。
CoCL3・6NH3→[Co(NH3)6]Cl3→[Co(NH3)6]^3+ ＋　3Cl^- →Ag^+→　3AgCl↓
よって３個

これでは駄目な理由は何でしょうか。
何故、解答ではモル数を使って計算してあるのでしょうか。

回答No.5

tyty7122 · ベストアンサー

[Co(NH3)6]Cl3に3倍モルの硝酸銀を反応させると、3倍モルの塩化銀が生成するのは既に広く知られている。したがって、原料物質が[Co(NH3)6]Cl3であることが分かった時点で「３個」との答えを出すことは、決して間違いではない。

しかし、問題文中に、「この結晶0.200gを水に溶かし硝酸銀水溶液を十分に加えたところ、0.323gの白色沈殿を生成した。」という実験事実を基に考えよ、という但し書きがあれば、この実験事実を盛り込んだ回答をせねばなるまい。

なお、18電子則を考えれば、次の形の解離をしている可能性は無い。

　[Co(NH3)6]Cl3 → [Co(NH3)6]Cl2^+ ＋ Cl^-
　[Co(NH3)6]Cl3 → [Co(NH3)6]Cl^2+ ＋ 2Cl^-

まあ、この手の問題の場合、出題者の教師が「[Co(NH3)6]Cl3に3倍モルの硝酸銀を反応させると、3倍モルの塩化銀が生成するのは既に広く知られている」という事実を認識していないことがある。このような輩が採点者に回ってしまった場合には、前述の実験事実を盛り込んだ回答をしないと間違いとされるケースがあろう。

回答者（あるいは教わる側）の側が出題者（あるいは教える側）の無知をフォローしなければならない状況は、中学校や高校の教育現場では残念なことに非常に多い。こうゆう状況をご理解いただいた上で、出題者の言葉足らずをフォローして考えてやっていただきたい。

お礼

ありがとうございます。

非常に参考になりました。

質問の要点をわかりやすくするために
ひとまず、締め切って改めて質問致します。

補足

質問者です。
CoCL3・6NH3→[CoCl(NH3)6]Cl2→[CoCl(NH3)6]^2+ ＋　2Cl^- →Ag^+→　2AgCl↓

はありえないですね。

解決しました。

回答No.4

ht1914

＃３です。＃３を書いている間に＃２の解答が出されました。
水溶液中で［Ｃｏ（ＮＨ３）６］Ｃｌ２＾＋のような形を想定しなければいけないというのは知りませんでした。水溶液中で［　　］の外のものは外れるが中のものははずれないという立場で書いています。だからＣｌ－が［　］の中に入る変化が起こったとしたらとしています。どちらが正しいかは私にはわかりませんので参考意見ということにしておいて下さい。間違っていたら無視して下さい。
普通錯体としていないＡｌＣｌ３の水溶液でも同じようにＡｌＣｌ２＾＋を考えなくてはいけないということになりますね。水溶液中でＡｌ３＋にＨ２Ｏが６つ配位するという表現はよく見るのですが。この配位子の一つにＣｌ－も入れるということですね。
今錯体の本が手元にありません。

お礼

ありがとうございます。

化学の勉強を始めて間もないので、自分がトンチンカンな質問を
しているのではないかと思っていたのですが、そうでもないという
ことがわかって、安心しました。

回答No.3

ht1914

組成からＣｏ：Ｃｌ：ＮＨ３＝１：３：６が求まっているのですね。
それだったらどちらでも同じです。硝酸銀では沈殿が生じるがネスラー試薬では変化がなかったということからあなたの書いている式［Ｃｏ（ＮＨ３）６］Ｃｌ３が出ます。硝酸銀がじゅうぶんにあるという事からこの塩化物イオンが全部沈殿したとすることが出来るわけですからはずれた塩化物イオンの個数は３個となります。

ここでの１：６：３の比率は固体の時のものです。固体の時と水溶液の時とが何時も同じであればこれで何時もいけることになります。水に溶かしたときに配位しているＮＨ３の１つが外れて代わりにＣｌ－が１つ中にはいるという変化が起こるとするとネスラー試薬と硝酸銀の反応の両方が起こります。２個はずれて２個入ったという可能性もあるかもしれません。その時は解答にあるような物質量を使った計算をしないといけないでしょう。（実際にこういう変化が起こるのかどうかをはっきりとは知りません。だからこういう事ではないかという推測です。ただコバルトの配位子は入れ替わりが可能だと思いますので書きました。ＮＨ３がはずれても代わりにＨ２Ｏがくっつくのかもしれません。Ｈ２ＯとＣｌ－の両方可能かもしれません。）

回答No.2

Kemi33

#1さんの回答と同じ事ですが，補足しておきます。

　[Co(NH3)6]Cl3 → [Co(NH3)6]^3+ ＋ 3Cl^-

　とお書きですが，この形の解離だとどうして分りますか？
　次の形の解離をしている可能性はありませんか？

　[Co(NH3)6]Cl3 → [Co(NH3)6]Cl2^+ ＋ Cl^-
　[Co(NH3)6]Cl3 → [Co(NH3)6]Cl^2+ ＋ 2Cl^-

　実測されたデータを使って『錯塩１粒子が水溶液中で解離した塩化物イオンの個数』を計算して３個であると分って，始めてお書きの形の解離をしている事が分ります。

　ですので，本の解説にある様に計算する必要がある訳です。

　基本に立って考えるようにしないと，チョット複雑になっただけで解けなくなってしまいますよ。

お礼

回答ありがとうございます。

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[Co(NH3)6]Cl3 → [Co(NH3)6]Cl2^+ ＋ Cl^-
　[Co(NH3)6]Cl3 → [Co(NH3)6]Cl^2+ ＋ 2Cl^-
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上のような場合も[ ]の外にある　Cl2^+ ＋ Cl^-　や　Cl^2+ ＋ 2Cl^-　は
Agと結びついて 3AgCl となるのではないのでしょうか？

もしそうなら、３とおりが考えられることを示し、
モル計算は不要ということになると思いますが、
１粒子が３個の塩化物イオンにならない場合も考えられるためにモル計算が
必要なのでしょうか。

それとも、３とおりしか考えられないが、３とおりを考える手間を省くため、
または３とおりになる理由を厳密に述べるよりは、モル計算がすっきりする
ためという理由で解答のようになっているのでしょうか。

補足

AgClが何モル沈殿するかによって

CoCL3・6NH3→[CoCl(NH3)6]Cl2→[CoCl(NH3)6]^2+ ＋　2Cl^- →Ag^+→　2AgCl↓
となる場合も考えられるからというのがモル計算を使う理由ということでいいでしょうか。

回答No.1

noname#62864

＞これでは駄目な理由は何でしょうか。
結晶0.200g、白色沈殿0.323gというデータを使っていないからです。これを使って計算しなさいというのが設問の主旨です。
CoCl3・6NH3に由来するCl-が３個ともAg+と反応するというのは、実験結果に裏付けられたものではなく、あなたの想像にすぎません。出題者はそのような想像を求めているわけではありません。
つまり、ここでは「実験結果に基づいて計算すること」が求められています。結果的にあなたの想像があたっていたために、答が一致しただけです。

＞何故、解答ではモル数を使って計算してあるのでしょうか。
上述のようにそれが出題者からの要求だからです。

時として、意図的に不要な数値が混ぜてあることもありますが、ほとんどの場合、具体的な数値が上げられている以上は、それを使うことを考えるのは常識であると思って下さい。

お礼

ありがとうございます。

＞時として、意図的に不要な数値が混ぜてあることもありますが、ほとんどの場合、具体的な数値が上げられている以上は、それを使うことを考えるのは常識であると思って下さい。

一応、そのように考えています。それがヒントであるとも思っています。
自分が不思議に思ったことを手がかりに、自分の理解していないことを
発見したいと考えています。