化学☆★水和物の析出

質問

水和物を作る物質が水に溶けているとき
冷却等で析出すると結晶は水和物になるのですか？

例えば硫酸銅(II)水溶液を冷却すると
必ず硫酸銅(II)五水和物の結晶が析出するのですか？

また物質によって水和物の数が決まってるのですか？

分かりにくい文章ですみません。
よろしくお願いします。

回答No.3

3cmp66p2 · ベストアンサー

目の付け所が鋭い！と思いました。
　冷却すると、どんな水和物の結晶が析出するかは、残念ながら高校の段階では判別できません。それだけに鋭い質問だと思いました。大学に行って「エントロピー」とか「エンタルピー」、「自由エネルギー」などの学習をすませると、反応がどの方向に進むかなどが少しずつわかってきます。

　というわけで、By the way!
今は覚えるしかないのですね。・・・残念ながら・・・・。

　それで、高校の段階で水和物として析出する物質を２つ紹介しておきます。
　この二つを押さえておけば、大学入試に関しては大丈夫。全国的に突破できますよ！
(1)CuSO4・5H2O（硫酸銅(II)五水和物）→　一番よく出ます。
(2)Na2CO3・10H2O（炭酸ナトリウム十水和物）→　ときどき出ます。
どちらもたっぷり水があると、この水和物が析出します。
出題率は(1)：(2)＝９：１　くらいで　圧倒的に(1)の出題が多いです。（長年教えてきた感覚ですが・・・）

ところで、くっついているH2Oを、「水和水」とか「結晶水」と言います。
CuSO4・5H2Oは、見た目はきれいなブルーの結晶(固体)で、純粋な物質です。（混合物ではないんです。）
とてもH2Oを含んでいるようには見えませんが、加熱するとH2Oがどんどん失われて、最後はCuSO4ダケになります。

がんばって下さい！

お礼

誉めていただき嬉しいです。

確かにCuSO4・5H2OとNa2CO3・10H2Oはよく見る気がします。

ありがとうございました！

回答No.4

htms42

＃３に高校でよく出てくる物質の例として２つの物質が示されています。
ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ
Ｎａ２ＣＯ３・１０Ｈ２Ｏ

ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏは溶液、溶解度、のところで出てきます。
ＮａＣｌのような結晶水を持たない物質の場合との違いを考えるための例として扱っていますから
結晶水の付き方などでややこしいことの起こらないものを選んでいます。
実際に冷却、析出などの実験的な操作もやさしいです。

結晶水が混合物として含まれている水ではなくて構造の一部分になっているＨ２Ｏだということは
・結晶に触ってみる、・・・濡れているのではない、
・結晶を加熱する・・・水が出てくる、
ということで確かめることができます。
青い色の原因も結晶水であるということも分かります。
・青い色がだんだんと薄くなる、結晶が崩れて粉になって行く、最後には白い粉になる
・白くなった粉に水をたらすと青い色に戻る

他の物質はほとんど出てきません。
結晶水というのがどういうものかというのが分かっていれば
他の物質が出てきてもＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏでの考えかたを当てはめればいいということです。
そういう例で教科書に出てくるのは酸・塩基のところででてくるシュウ酸２水和物(ＣＯＯＨ)2・２Ｈ２Ｏです。
中和滴定で用いる標準溶液の作成ですからきちんとした濃度計算ができなければいけません。

化学式はどの場合でも全て与えられるはずです。数まで覚えている必要はありません。
析出の条件があるのであればそれも必ず書かれているはずです。
でも結晶水の意味が分からなければどうしようもありません。

※＃３に「水がたっぷりあれば」という表現が使われています。
これは「？」です。水溶液からの析出であればいつも水はたっぷりあると考えられます。
でも炭酸ナトリウムの結晶水の数は析出させる温度によって変わります。
辞典で調べると
Ｎａ２ＣＯ３・１０Ｈ２Ｏ　３２．０８℃　以下
Ｎａ２ＣＯ３・７Ｈ２Ｏ　　３２．０８～３５．２７℃
Ｎａ２ＣＯ３・Ｈ２Ｏ　　　３５．２７℃　以上
となっています。
全て結晶型が異なります。無色の結晶ですから目で見て違うということを判断するのは難しいです。
（高校で扱うにはややこしすぎます。硫酸銅の場合でも理解するのが難しくてハードルの高いものになっているのが現状ですからこういうものまで出しても仕方がありません。）

※似たような表現は＃１でも使われています。
＞>必ず硫酸銅(II)五水和物
＞水が足りなければなれないよ。

質問文のなかでは「析出」という言葉を使っています。
「水溶液からの析出」の意味です。
水が足りないという状況は当てはまりません。
５水和物の水の数が変わるのは結晶を加熱した時です。

お礼

(COOH)2・2H2Oもよく見る気がします。

ありがとうございました！

回答No.2

root_16

例えば、硫酸鉄（II）の水和物は
無水和物、一水和物、四水和物、五水和物、七水和物
とあり、析出したときは七水和物で
加熱により結晶水が少なくなっていきます。

水和物も含めた形が組成式であり、
物質名なので、物質によって水和物の数が変わるか、
という質問はちょっと変な質問です。

「物質」を広義で捉えれば分かりますが、
化学の分野での質問にはそぐわないかと。

お礼

言葉な定義を確りするべきでした。

ありがとうございました！

回答No.1

noname#160321

>冷却等で析出すると結晶は水和物になるのですか？
水和物が水中で無水物より標準生成エンタルピーが負で絶対値が大きいとは考えられないから、水和物になるでしょう。

>必ず硫酸銅(II)五水和物
水が足りなければなれないよ。

>物質によって水和物の数が決まってる
温度や圧力、イオン強度により同じ物質の水和水の分子数が違うことはあり得る。
具体例は知らない。

お礼

詳しくは大学でですね。

エンタルピーとか難しそうです。

ありがとうございました！