分析かがくのレポートの質問です。

質問

分析化学のレポートの質問です。色々参考書などを調べてみましたがどのように書けばいいのかわからないので回答よろしくお願いします。
どちらかだけでも全然構わないのでよろしくお願いします

塩化銀とクロム酸銀の沈殿生成を利用した塩化物イオン濃度の定量について、反応式や質量作用の法則を示し、下記の２つのポイントを以下の溶解度積の値をふまえて説明すること。

Ksp AgCl:1.8×10＾-10　Ag2CrO4：2.4×10＾-12

(1)、中性で被滴定溶液中にクロム酸イオンが存在しない場合、硝酸銀を滴下していく過程で、溶液中の銀イオンと塩化物イオン　　の濃度はどのように変化するか。

(2)、中性で被滴定溶液中の塩化物イオン濃度を1.00×10＾-1mol/L、クロム酸イオン濃度を1.00×10＾-4mol/Lで一定（本来は薄まるが）とした場合、硝酸銀を滴下していく過程で、それぞれのイオン濃度はどのように変化するか。

この2つについて、A4で5枚以内にまとめなくてはいけません…。　グラフも作成しなければならないみたいです。
回答よろしくお願いします。

回答No.1

nious

参考程度に見て下さい。

[Ag^+][Cl^-]=1.8*10^(-10)=Ksp
[Ag^+]^2[CrO4^2-]=2.4*10^(-12)=Ksp2

とします。

(1)とりあえず濃度0.1MのNaCl水溶液1Lに、
同濃度のAgNO3水溶液をx(L)加えた場合について考えてみます。
※ x＞100*Ksp=1.8*10^(-8)L

沈殿が生じ始めると溶解度積が成り立つから電荷収支より、

[Na^+]+[Ag^+]=[Cl^-]+[NO3^-]

{0.1/(1+x)}+(Ksp/[Cl^-])=[Cl^-]+{0.1x/(1+x)}

[Cl^-]^2+{0.1(x-1)/(x+1)}[Cl^-]-Ksp=0

xを増加させてこの2次方程式を解いて[Cl^-]を求め、対数を取れば(-log([Cl^-])=pCl)滴定曲線が描けます。

最初は大きな変化はないが当量点付近では急激に[Cl^-]が減少、[Ag^+]が増加します。

x=1L が当量点で [Ag^+]=[Cl^-]=√Ksp になります。

(2)[NaCl]=0.1M、指示薬として [K2CrO4]=10^(-4)=D になるように加えて溶液を1Lとし、
これに対して(1)と同様の操作を行います。

[Ag^+]^2+{0.1(1-x)/(1+x)}[Ag^+]-Ksp=0 の解を[Ag^+]=αとします。

[Ag^+]=√{Ksp(1+x)/D}=α を満たす x=1.0008L に於いてAg2CrO4は飽和します。

つまりほぼ当量点でAg2CrO4の沈殿が生じ始めますが、溶液を中性と見做すと電荷収支から、

[K^+]+[Na^+]+[Ag^+]=[Cl^-]+2[CrO4^2-]+[NO3^-]

{2D/(1+x)}+{0.1/(1+x)}+[Ag^+]=(Ksp/[Ag^+])+(2Ksp2/[Ag^+]^2)+{0.1x/(1+x)}

[Ag^+]^3+{{2D+0.1(1-x)}/(1+x)}[Ag^+]^2-Ksp[Ag^+]-2Ksp2=0

Ag2CrO4の沈殿が生じてからは(x＞1.0008L)、[Ag^+]は上の3次方程式の解になります。

これを解けば、

[Cl^-]=Ksp/[Ag^+]
[CrO4^2-]=Ksp2/[Ag^+]^2

により他の濃度も分かります。