問題 1

(1.1) 0.1 mol の

\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

\ce{CuS}

は 1 M

\ce{HNO3}

には溶けるが 1 M

\ce{HCl}

には溶けないことを示せ。データ:

E^0(\ce{S/S^{2-}}) = -0.48

E^0(\ce{NO3^-/NO}) = 0.96

V; p

K_a(\ce{H2S}) = 7

; p

K_a(\ce{HS^-}) = 13

;

K_{sp}(\ce{Tl2S}) = 1\times10^{-20}

;

K_{sp}(\ce{CuS}) = 1\times10^{-35}

; 水中の

\ce{NO}

の溶解度 (298 K):

2.53\times10^{-2}

mol dm

^{-3}

。

\ce{Cu^{2+}}

は

\ce{Cl^-}

と安定な錯体を作らないと仮定する。

ステップ 3/4: CuSは非酸化性酸に不溶

[\ce{Cu^{2+}}][\ce{S^{2-}}] = 0.1 \times 10^{-21} = 10^{-22} > K_{sp}(\ce{CuS}) = 10^{-35}\ \Rightarrow\ \text{no dissolution in } \ce{HCl}

分析

同じ形態分布で $[\ce{S^{2-}}] \approx 10^{-21}$ M だが、イオン積 $10^{-22}$ は $K_{sp}(\ce{CuS}) = 10^{-35}$ を13桁上回るので、CuS は 1 M HCl に溶けない。