問題 1

錫と鉛を含む合金試料 0.4062 g を熱

\ce{HCl}

\ce{HNO3}

に溶かす（Pb → Pb(II)、Sn → Sn(IV)）。冷却すると錫化合物と鉛化合物の沈殿が生じる。0.2000 M

\ce{Na2H2EDTA}

を

25.00\ \mathrm{cm^3}

加え（沈殿溶解）、

250.0\ \mathrm{cm^3}

に希釈する。その

25.00\ \mathrm{cm^3}

分取液をヘキサミンで pH 6 に緩衝しキシレノールオレンジを指示薬として 0.009970 M

\ce{Pb(NO3)2}

で滴定すると、

24.05\ \mathrm{cm^3}

で黄→赤に変色。次に固体

\ce{NaF}

2.0 g を加えると溶液は黄に戻り、滴定を再開して

15.00\ \mathrm{cm^3}

で第二終点。（pH 6 では

\ce{F^-}

は

\ce{Sn^{IV}}

に強く結合するが Pb(II) には結合しない。）(1.1) 工程2で沈殿する鉛化合物は何か。(1.3–1.8) ヘキサミン、キシレノールオレンジ、

\ce{NaF}

の役割と2回の滴定の主要イオン式を答えよ。(1.10) 合金中の Sn と Pb の質量百分率を計算せよ。

ステップ 2/4: 2回の滴定の化学

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\ce{Pb^{2+} + H2Y^{2-} -> PbY^{2-} + 2H+};\quad \ce{Pb^{2+} + XO_{(yellow)} -> PbXO^{2+}_{(red)}};\quad \ce{SnY + nF^- + 2H+ -> SnF_n^{(n-4)-} + H2Y^{2-}}

分析

第1滴定では標準 $\ce{Pb^{2+}}$ が過剰 EDTA を消費し、終点で次の1滴の $\ce{Pb^{2+}}$ が赤色 Pb–XO 錯体を形成。 $\ce{F^-}$ はスズから EDTA を奪い（ $\ce{SnY -> SnF_n + H2Y^{2-}}$ ）、遊離した $\ce{H2Y^{2-}}$ が赤色 Pb–XO を分解して黄色に戻る。放出された EDTA を続けて滴定する。