 今日は１６族元素について勉強します。１６族元素は酸素族元素ともいい，酸素，硫黄が代表的です。酸素と硫黄の化合物の１つが二酸化硫黄です。酸素の発見はプリーストーリーというイギリス人といわれていますが，１７７９年にフランスのラボアジェによって命名されています。名前の由来は，酸の素という意味です。ラボアジェは，酸化物は酸と考えていたようです。 硫黄は天然に産出するので，有史以前から知られていたようです。１７７７年にラボアジェが元素として分類しています。どちらの元素も，ラボアジェと関係が深いのですね。 今日の内容は，次の通りです。 （１）酸素族元素 （２）二酸化硫黄 （３）硫酸 （４）硫化水素 では，酸素族元素からはじめましょう。 |
 １２ 酸素・硫黄の単体と化合物 （１） 酸素族元素 Ｏ oxgen 酸っぱい＋gen素（ラボアジェ）  Ｓ sulfur ラテン語のイオウ Ｓｅ selenium ギリシア語で月 Ｔｅ tellurium ラテン語で地球    価電子が６個→２個の陰イオン，他の原子と共有結合  |
セレンとテルルの名前について，少し解説をしましょう。 １７８２年にオーストリアのミュラー，そして１７８３年にルーマニアのライヘンシュタイン男爵によって，新しい元素らしいものが発見されました。ｔｅｌｌｕｒｉｕｍの語源ｔｅｌｌｕｓはラテン語で地球という意味であるとともにローマ神話で大地の女神の名でもあり，１７９８年に新元素であることを確認したクラップロートによって命名されました。彼は，１０年前にすでにウランを発見し，天の神の名をとって命名された新惑星ウラノス（天王星）にちなんで名づけており，テルルはこれに対抗して名づけたようです。セレンはイオウとテルルのかげに隠れていたために未発見のままでしたが，１８１７年になってスウェーデンの化学者ベルセーリウスとガーンにより，硫酸製造のため硫黄を燃焼した後に生じた沈殿物から，テルルに似た未知の元素として発見されました。その名前は，ラテン語の地球（ｔｅｌｌｕｓ）がテルルの語源に用いたのに対して，ギリシャ語の月（ｓｅｌｅｎｅ）にちなんで，ｓｅｌｅｎｉｕｍと命名されました。次は二酸化硫黄です。二酸化硫黄は亜硫酸ガスともよばれ，硫黄や硫化物を燃やすとできます。刺激臭のある無色の気体で，湿った空気中で発煙しやすく，水に比較的よく溶けます。硫黄を燃やすと，白い煙が見られますが，二酸化硫黄は無色の気体です。間違わないように気をつけてください。 二酸化硫黄が水に溶けると弱い酸性を示します。これは，水と反応すると亜硫酸ができるからです。 二酸化硫黄の性質で重要なのは，還元性と漂白作用です。ただし，二酸化硫黄は酸化剤としてはたらくこともあるので要注意です。以前に，酸化還元のところで，過酸化水素が酸化剤としてはたらくときと，還元剤としてはたらくときがあることを学びましたね。覚えていますか。漂白作用は，ハロゲンのところでも出てきましたので，あわせて整理しておいてください。 この講座では，ときどき⇔の記号がでると思います。化学反応式で，酢酸の電離などのように，反応がどちらにも進む場合の反応式には，→と←を上下に重ねた記号を使います。しかし，残念ながら，この講座ではその記号が使えません。仕方がないので，⇔で代用します。あくまでも，この講座だけの約束ごとですので，注意してください。 |
（２） 二酸化硫黄 ＜製法＞ Ｓ ＋ Ｏ２ → ＳＯ２ ＮａＨＳＯ３ ＋ Ｈ２ＳＯ４ → ＮａＨＳＯ４ ＋ Ｈ２Ｏ ＋ ＳＯ２↑ 亜硫酸水素ナトリウム Ｎａ２ＳＯ３ ＋ Ｈ２ＳＯ４ → Ｎａ２ＳＯ４ ＋ Ｈ２Ｏ ＋ ＳＯ２↑ 亜硫酸ナトリウム Ｃｕ ＋ ２Ｈ２ＳＯ４ → ＣｕＳＯ４ ＋ ２Ｈ２Ｏ ＋ ＳＯ２↑ ＜水溶液＞ ＳＯ２ ＋ Ｈ２Ｏ ⇔ Ｈ２ＳＯ３ Ｈ２ＳＯ３ ＋ Ｈ２Ｏ ⇔ Ｈ３Ｏ＋ ＋ ＨＳＯ３− ＨＳＯ３− ＋ Ｈ２Ｏ ⇔ Ｈ３Ｏ＋ ＋ ＳＯ３２− ＜還元性＞ ＳＯ２ ＋ ２Ｈ２Ｏ → ＳＯ４２− ＋ ４Ｈ＋ ＋ ２ｅ− （還元剤） ＳＯ２ ＋ ２Ｈ２Ｏ ＋ Ｉ２ → ２ＨＩ ＋ Ｈ２ＳＯ４ ５ＳＯ２ ＋ ２Ｈ２Ｏ ＋ ２ＫＭｎＯ４ → Ｋ２ＳＯ４ ＋ ２ＭｎＳＯ４ ＋ ２Ｈ２ＳＯ４ ＜酸化剤としてはたらくとき＞ ＳＯ２ ＋ ４Ｈ＋ ＋ ４ｅ− → Ｓ↓ ＋ ２Ｈ２Ｏ ＳＯ２ ＋ ２Ｈ２Ｓ → ３Ｓ↓ ＋ ２Ｈ２Ｏ |
硫化水素は，火山や温泉の雰囲気を漂わせる臭いです。実際に，火山地帯の噴出ガスやある種の温泉に含まれているようです。いわゆる腐卵臭に似た悪臭で，有毒です。ですから，実験室では，ドラフトの中で発生させ，その水溶液を使って実験を行います。くれぐれも，硫化水素を発生させているとき，ドラフトの中に頭を入れないようにしてください。  硫化水素のポイントは，還元性と金属元素の硫化物です。硫化水素は水に比較的溶け，水溶液は弱い酸性を示します。水と反応すると，オキソニウムイオンができることで説明できますね。硫化水素が電子を放出すると，硫黄ができます。したがって，硫化水素が酸化されると，溶液は白く濁ります。硫黄の微粒子ができるからです。 最後に，金属元素の硫化物の話をしましょう。塩化物イオンの検出には硝酸銀水溶液を使いますね。その理由は，塩化銀は難溶性の塩だから，沈殿が生じるのです。塩化銀は白色沈殿ですね。同じ色の塩では，硫酸バリウムなどが重要です。一般に，硫化物も難溶性のものが多く，沈殿になります。 硫化物は，ｐＨによって沈殿の仕方が変わります。また，沈殿は黒色が多いのですが，それ以外に白色や黄色などもあります。したがって，これらから，金属の陽イオンを調べる重要な手がかりになるのです。 |
（４） 硫化水素 ＜製法＞ ＦｅＳ ＋ Ｈ２ＳＯ４ → ＦｅＳＯ４ ＋ Ｈ２Ｓ ＜水溶液＞ Ｈ２Ｓ ＋ Ｈ２Ｏ ⇔ ＨＳ− ＋ Ｈ３Ｏ＋ ＨＳ− ＋ Ｈ２Ｏ ⇔ Ｓ２− ＋ Ｈ３Ｏ＋ ＜還元性＞ Ｈ２Ｓ → Ｓ↓ ＋ ２Ｈ＋ ＋ ２ｅ−（還元剤） Ｈ２Ｓ ＋ Ｈ２Ｏ２ → Ｓ↓ ＋ ２Ｈ２Ｏ ＜金属イオンとの反応＞ Ｐｂ２＋ ＋ Ｓ２− → ＰｂＳ（黒色） Ｚｎ２＋ ＋ Ｓ２− → ＺｎＳ（白色） Ｆｅ２＋ ＋ Ｓ２− → ＦｅＳ（（黒色） Ｃｕ２＋ ＋ Ｓ２− → ＣｕＳ（黒色） ２Ａｇ＋ ＋ Ｓ２− → Ａｇ２Ｓ（黒色） |
| 二酸化硫黄も硫化水素も，ともに水に比較的溶け，水溶液は酸性を示します。また，両者とも還元性を示します。しかし，二酸化硫黄が硫化水素と反応するときは，二酸化硫黄は酸化剤としてはたらきます。その点を注意してください。 では，最後に今日の学習内容の確認をしておきましょう。 １．亜硫酸水素ナトリウムに希硫酸を加えると，二酸化硫黄が発生します。この反応を，化学反応式で表しなさい。→ＮａＨＳＯ３＋Ｈ２ＳＯ４→ＮａＨＳＯ４＋Ｈ２Ｏ＋ＳＯ２ ２．二酸化硫黄は，水に比較的よく溶け，その一部は亜硫酸になります。この反応を，化学反応式で表しなさい。→ＳＯ２＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２ＳＯ３ ３．硫酸は，二酸化硫黄を酸化して三酸化硫黄とし，これを水と反応させてつくります。二酸化硫黄を酸化するときに用いられる触媒は何ですか？→酸化バナジウム（Ｖ）Ｖ２Ｏ５ ４．濃硫酸は有機化合物中の水素原子と酸素原子を水分子として取り除く性質があります。これを何作用といいますか？→脱水作用 ５．熱濃硫酸には強い何作用がありますか？→酸化作用 ６．硫化鉄（ＩＩ）に希硫酸を加えると，硫化水素が発生します。この反応を，化学反応式で表しなさい。→ＦｅＳ＋Ｈ２ＳＯ４→ＦｅＳＯ４＋Ｈ２Ｓ ７．硫化水素水は水に少し溶けます。水溶液は何性をしましますか。→弱い酸性 ８．硫化水素は還元性を示し，二酸化硫黄と反応すると，硫黄が沈殿します。この反応を，化学反応式で表しなさい。→ＳＯ２＋２Ｈ２Ｓ→２Ｈ２Ｏ＋３Ｓ ９．鉛（ＩＩ）イオンを含む水溶液に硫化水素を通じると，何色の沈殿が生じますか？→黒色（ＰｂＳ） |
