無機定性分析

質問

(2)族イオンでCu2+とAsO4(3-)がぶんりできるのはなぜですか？
Cu2+,Fe3+、Zn2+がそれぞれ0.01mol dm-3 、[H+]＝0.3mol dm-3 の溶液にH2Sガスを吹き込んだ際、ZnSが沈殿すると考えていいんでしょうか？
おしえてください

回答No.2

rei00 · ベストアンサー

学生実験でしょうか，実験書には説明がありませんか。

最初の質問に関しては，私も inorganicchemist さんと同じく，「本当にCu(2+)とAsO4(3-)の分離の問題ですか？」と言う疑問を持っています。

お書きの「(2)族イオン」というのは「第 II 族カチオン」の事ですよね。そうであれば，Cu(2+) と As(3+) の分離などとなるはずですが。一応そう考えて回答します。

同じ第 II 族カチオンであっても，Cu(2+) は銅亜族と呼ばれるグル－プ［Hg(2+), Pb(2+), Bi(3+), Cu(2+), Cd(2+)］に属し，As(3+) はスズ亜族と呼ばれるグル－プ［Sn(2+), Sn(4+), As(3+), As(5+), Sb(3+), Sb(5+)］に属します。この両者の違いは，スズ亜族の硫化物は約 50 ℃の硫化アンモニウムに溶解するが，銅亜族の硫化物は溶解しない事です。この性質の相違が両者の分離に利用されます。

２つ目の質問の Cu(2+) は第 II 族カチオン，Fe(3+) は第 III 族カチオン，Zn(2+) は第 IV 族カチオンです。

カチオンの族分離の際には，HCl による沈殿生成（第 I 族カチオンの分離），酸性硫化水素による沈殿生成（第 II 族カチオンの分離），NH4Cl 存在化での NH3aq による沈殿生成（第 III 族カチオンの分離），NH4Cl 存在化の NH3aq アルカリ性での硫化水素または硫化アンモニウムによる沈殿生成（第 IV 族カチオンの分離），NH3aq アルカリ性下での (NH4)2CO3 溶液による沈殿生成（第 V 族カチオンの分離），が使われます。

この事から，二つ目の質問については分かりますよね。

【参考文献】
「無機定性分析を題材とした　化学実験　１９７８年版」○○大学教養部化学教室編

回答No.3

inorganicchemist

ヒ酸についての溶解度は知りませんが、「困り度１」　ということですので、
化学の一般的な範囲で回答させていただきます。

ヒ酸は(3-)と電荷が大きいので沈殿を生じやすいのでしょうね。
２族イオンの炭酸塩、硫酸塩の性質が参考になるかもしれません。

硫化水素を水溶液に通じたときに、液性が酸性であるとS(2-)は
ほんのわずかしか生じません。そのため、比較的溶解度積の小さい
CuSが最初に沈殿します。塩基性にして行くにつれて、溶液中のS(2-)が
増えていきます。そのため、次にZnSが沈殿し、最後にFe(3+)が還元されて、
FeSが沈殿します。

回答No.1

inorganicchemist

以下、二点補足をお願いします。

１．本当にCu(2+)とAsO4(3-)の分離の問題ですか？

２．「Cu2+,Fe3+、Zn2+がそれぞれ・・・」この部分はこれより前の部分とは
　　独立した質問でしょうか？　それとも関連しているのでしょうか？

補足

1.本当です。酸性下とアルカリ性下で沈殿が生成したり溶解したりということみたいなのですが。
２．独立した問題です。
説明不足ですいません