Chemistry Labs

問題 1

(1.1) 0.1 mol の TlX2S\ce{Tl2S} が任意の強一塩基性・非配位性酸の 1 M 溶液 1 L に溶けることを示せ。(1.2) 0.1 mol の CuS\ce{CuS} は 1 M HNOX3\ce{HNO3} には溶けるが 1 M HCl\ce{HCl} には溶けないことを示せ。データ: E0(S/SX2−)=−0.48E^0(\ce{S/S^{2-}}) = -0.48 V; E0(NOX3X−/NO)=0.96E^0(\ce{NO3^-/NO}) = 0.96 V; pKa(HX2S)=7K_a(\ce{H2S}) = 7; pKa(HSX−)=13K_a(\ce{HS^-}) = 13; Ksp(TlX2S)=1×10−20K_{sp}(\ce{Tl2S}) = 1\times10^{-20}; Ksp(CuS)=1×10−35K_{sp}(\ce{CuS}) = 1\times10^{-35}; 水中の NO\ce{NO} の溶解度 (298 K): 2.53×10−22.53\times10^{-2} mol dm−3^{-3}。CuX2+\ce{Cu^{2+}} は ClX−\ce{Cl^-} と安定な錯体を作らないと仮定する。
ステップ 2/4: Tl₂Sの溶解
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[TlX+]2[SX2−]=(0.2)2×10−21=4×10−23<Ksp(TlX2S)=10−20[\ce{Tl+}]^2[\ce{S^{2-}}] = (0.2)^2 \times 10^{-21} = 4\times10^{-23} < K_{sp}(\ce{Tl2S}) = 10^{-20}
分析

0.1 mol の TlX2S\ce{Tl2S} が1 Lに溶ければ [TlX+]=0.2[\ce{Tl+}] = 0.2 M、全硫化物 c=0.1c = 0.1 M。イオン積 4×10−234\times10^{-23} は Ksp=10−20K_{sp} = 10^{-20} を下回るので 1 M 強酸への溶解は自発的。