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問題 1

ヨウ素酸銅(II) Cu(IOX3)X2\ce{Cu(IO3)2} の溶解度積を求めるため、25 °Cでの飽和水溶液を酸性溶液中でヨウ素滴定により分析する: ヨウ化物を過剰に加え、遊離したヨウ素をチオ硫酸ナトリウムで滴定する。飽和溶液 20.00 cm320.00\ \mathrm{cm^3} に対し 0.100 M チオ硫酸ナトリウム溶液 30.00 cm330.00\ \mathrm{cm^3} を要した。(1.1) 上記の反応について平衡式の系列を書け。(1.2) CuX2+\ce{Cu^{2+}} の初期濃度とヨウ素酸銅(II)の溶解度積を計算せよ。活量係数は無視してよい。
ステップ 3/3: 濃度と溶解度積
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[CuX2+]=2.31×10−40.02000=1.15×10−2 mol dm−3;Ksp=[CuX2+][IOX3X−]2=4[CuX2+]3=6.1×10−6[\ce{Cu^{2+}}] = \frac{2.31\times10^{-4}}{0.02000} = 1.15\times10^{-2}\ \mathrm{mol\,dm^{-3}};\qquad K_{sp} = [\ce{Cu^{2+}}][\ce{IO3^-}]^2 = 4[\ce{Cu^{2+}}]^3 = 6.1\times10^{-6}
分析

Cu(IOX3)X2\ce{Cu(IO3)2} の純粋な飽和溶液では化学量論から [IOX3X−]=2[CuX2+][\ce{IO3^-}] = 2[\ce{Cu^{2+}}] なので、Ksp=[CuX2+] (2[CuX2+])2=4×(1.15×10−2)3=6.1×10−6K_{sp} = [\ce{Cu^{2+}}]\,(2[\ce{Cu^{2+}}])^2 = 4\times(1.15\times10^{-2})^3 = 6.1\times10^{-6}。

よくある誤り. 係数4を忘れないこと: [IOX3X−]=2[CuX2+][\ce{IO3^-}] = 2[\ce{Cu^{2+}}] なので KspK_{sp} は 4[CuX2+]34[\ce{Cu^{2+}}]^3 であり [CuX2+]3[\ce{Cu^{2+}}]^3 ではない。