硫酸鉄(II)七水和物から硫酸鉄(III)水溶液を製造するにあたって

質問

はじめに硫酸鉄(II)七水和物10gに硫酸と硝酸を加えて鉄(II)が存在しなくなるまで加熱するのですが、
この時の反応式は
6(FeSO4・7H2O) + 3H2SO4 + 2HNO3 → 3Fe2(SO4)3 + 46H2O + 2NO↑
ですよね？
計算すると硫酸鉄(II)七水和物が0.036[mol]なので硫酸は0.018[mol]、硝酸は0.012[mol]必要になるのですが、実験では硝酸を過剰に入れました。(0.018[mol])

何故硝酸を過剰に入れる必要があるのか分かる人、教えてくれたら嬉しい限りです(((o_ _)o

回答No.2

lupinletrois · ベストアンサー

確かに、No.1 の回答のように、効率を考え過剰に入れる場合があります。
しかし、この場合は、反応式そのものに注意が必要です。

水和物の水が邪魔ですが。
6(FeSO4・7H2O) + 3H2SO4 + 2HNO3 → 3Fe2(SO4)3 + 46H2O + 2NO↑
6(FeSO4・7H2O) + 3H2SO4 + 6HNO3 → 3Fe2(SO4)3 + 48H2O + 6NO2↑

硝酸は、相手を酸化する場合、一酸化窒素ができて効率よく使えるとは限りません。
二酸化窒素で抜けてしまう時があります。特に、相手が手ごわい場合はそうです。
一部下の反応式になりますから、上の反応より、硝酸は多く必要です。

高校レベルでも 銅が硝酸にとける式などがでてきます。
3Cu + 8HNO3 →　3Cu(NO)3 + 4H2O + 2NO↑
　Cu + 4HNO3 → Cu(NO)3 + 2H2O + 2NO2↑
硝酸が濃い場合、下の反応が多く進み、とけるのが速くなります。

お礼

詳しい解説まであってわかりやすいです！ありがとうございます☆
NO2の部分がキーポイントなんですね。実験でもフラスコ内で赤褐色の気体が充満してました。
参考になりました、ありがとうございました(((o*。_。)o

回答No.3

lupinletrois

No.2 訂正
銅のとける式の生成物は ×Cu(NO)3 　◎ Cu(NO3)2

回答No.1

noname#62864

過剰になった硝酸が次の操作の妨げにならないのであれば、硝酸を多めに使って、Fe(II)の酸化が完全に進行するようにします。
つまり、Fe(II)の量や、硝酸の濃度や量に誤差があったとしても、過剰量の硝酸を使っていればFe(II)が残ることはないというわけです。

1.5倍量の硝酸はやや多いようにも思えますが、その後の操作に支障がなければ、景気よく加えた方が反応も速やかに進みますしね。

化学実験において、こういったことはよく行われます。

お礼

回答ありがとうございます☆
余分に入れちゃえば誤差の分も酸化するということですね！
参考になりました！ありがとうございました(((o*。_。)o