次亜塩素酸ナトリウムの分解
触媒を用いて次亜塩素酸ナトリウムを分解する実験をしました(主目的は反応速度の解析)。
その結果、理論的に求める発生する酸素の体積に対し、
実験ではおよそ2倍量の気体が発生しました。
この原因を色々と考えてみましたが、どうしてもわからず、質問させていただきました。
実験方法と結果の概要は以下の通りです。
(1)3.94 wt%次亜塩素酸ナトリウムNaClO水溶液(比重d=1.07)を調整。
(2)このNaClO水溶液20mlに0.17 M硝酸コバルト(II)水溶液1mlを加える。
(3)固体触媒(おそらくCo2O3またはCoO)が生成され、酸素が発生する。
(4)水上置換で発生気体を捕捉し発生量を計算。
反応温度は40~70℃程度
分解の反応式
<1> 2ClO(-) → 2Cl(-) + O2↑
(副反応)
<2> (ClO(-)+H2O → HClO +OH-)
固体触媒の生成(本から抜粋)
<3> 2Co(2+) + ClO(-) +2H2O → C02O3(固体) + 4H(+) +Cl(-)
検討
3.94 wt%NaClO水溶液20mlのNaClOの物質量…0.0113 mol
<1>式よりO2ガス生成量は↑の1/2の0.00565 mol
この標準状態の体積→0.127 L =127 ml
実際の気体発生全量 230~280 ml (温度が高いほど発生量は多かったです)
ここからは自分の考えですが…
発生するとしたらO2, Cl2, H2
Cl2が発生するとすると量も適当だが、反応がよくわからない
発生気体は透明だったので塩素は混じっていない?
生じたCo2O3が酸化剤として働いた?
NO3(-)の影響は…?
5時間以上考えても答えが出ず頭がこんがらがってきたので、
どなたかお助け願います。
お礼
回答ありがとうございます。 そうですね・・・。 日数vs残留塩素みたいなグラフは発見できるのですが・・・。 実は、分解速度ど書いて質問しましたが、残留塩素や残留成分は、あまり問題でなく、発生する酸素に現在悩まされています。 多くは夏場に困るのですが、例えば夏場の気温35℃から何らかの方法で装置(タンク等)を冷却して25℃にしたら、何割くらい酸素(泡)の発生を抑制できるのか? 「酸素発生(分解)は40℃を過ぎると急激に増加??(適当な例です)」 そういったことが分かる関係グラフでもあればよいのですが・・・・。 正確な分解速度がほしいわけではなく温度における「酸素発生量の割合」です。