２００４年１１月２５日（木）　04ko2-33　 水溶液中のイオンの反応
　水溶液中にある金属の陽イオンが溶けています。さて，そのイオンが何かを知るには，どうすればよいでしょうか。
　　　　　　
　今日の学習内容は，次の通りです。
（１）塩化物イオン
（２）硫化物イオン
（３）水酸化物イオン
（４）炭酸イオンと硫酸イオン
　塩化物イオンからはじめましょう。多くの塩化物は水に溶けますが，塩化銀ＡｇＣｌと塩化鉛（II）ＰｂＣｌ２は溶けません。ともに白色ですが，塩化鉛（II）は熱湯に溶けるから，区別することができます。
　　

２１　水溶液中のイオンの反応
（１）　塩化物イオン
　　　　Ａｇ＋　＋　Ｃｌ−　→　ＡｇＣｌ↓（白色）
　　　　Ｐｂ２＋　＋　２Ｃｌ−　→　ＰｂＣｌ２↓（白色）　←熱湯に溶解　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　硫化物の沈殿は，酸性で沈殿するものと，中性・塩基性で沈殿するものとに分類することができます。酸性で沈殿する硫化物は，比較的溶解度が小さいものです。ですから，硫化物イオンの濃度が小さくても，沈殿が生じます。逆に，中性・塩基性で沈殿する硫化物は，比較的溶解度の大きいものです。したがって，硫化物イオンの濃度が大きくならないと沈殿が生じないと考えることができますね。詳しくは，化学IIの化学平衡のところで学習します。
　もう一つ，硫化物で忘れてはいけないことは色です。黒色が多いですから，黒色以外の硫化物を覚えておきましょう。たとえば硫化亜鉛など。

（２）　硫化物イオン
　　＜酸性で沈殿＞
　　　　２Ａｇ＋　＋　Ｓ２−　→　Ａｇ２S↓（黒色）
　　　　Ｐｂ２＋　＋　Ｓ２−　→　ＰｂＳ↓（黒色）
　　　　Ｃｕ２＋　＋　Ｓ２−　→　ＣｕＳ↓（黒色）
　　　　Ｃｄ２＋　＋　Ｓ２−　→　ＣｄＳ↓（黄色）
　　　　Ｓｎ２＋　＋　Ｓ２−　→　ＳｎＳ↓（褐色）
　　　　Ｈｇ２＋　＋　Ｓ２−　→　ＨｇＳ↓（黒色）

　　＜中性・塩基性で沈殿＞
　　　　Ｍｎ２＋　＋　Ｓ２−　→　ＭｎＳ↓（淡赤色）
　　　　Ｎｉ２＋　＋　Ｓ２−　→　ＮｉＳ↓（黒色）
　　　　Ｚｎ２＋　＋　Ｓ２−　→　ＺｎＳ↓（白色）
　　　　Ｆｅ２＋　＋　Ｓ２−　→　ＦｅＳ↓（黒色）

　　＜沈殿しないイオン＞
　　　　Ｎａ＋，Ｋ＋，Ｍｇ２＋，Ｃａ２＋，Ｂａ２＋，Ａｌ３＋
　水酸化物の中には，両性水酸化物がありましたね。酸とも反応するし，塩基とも反応します。すなわち，過剰の水酸化物イオンの存在下では錯イオンになって溶けてしまします。
　また，水酸化亜鉛（ＩＩ）Ｚｎ(ＯＨ)２，水酸化銅（II）Ｃｕ(ＯＨ)２，酸化銀Ａｇ２Ｏは，アンモニアと反応してアンモニアの錯イオンになることも覚えておいてください。

（３）　水酸化物イオン
　　　　Ｆｅ３＋　＋　３ＯＨ−　→　Ｆｅ(ＯＨ)３↓（赤褐色）
　　　　Ａｌ３＋　＋　３ＯＨ−　→　Ａｌ(ＯＨ)３↓（白色）
　　　　Ｚｎ２＋　＋　２ＯＨ−　→　Ｚｎ(ＯＨ）２↓（白色）
　　　　Ｃｕ２＋　＋　２ＯＨ−　→　Ｃｕ(ＯＨ）２↓（青白色）
　　　　２Ａｇ＋　＋　２ＯＨ−　→　Ａｇ２Ｏ↓　＋　Ｈ２Ｏ　（褐色）
　　　　Ｐｂ２＋　＋　２ＯＨ−　→　Ｐｂ(ＯＨ）２↓（白色）

　　＜過剰の水酸化物イオンで溶ける＞
　　　　Ａｌ(ＯＨ)３　＋　ＯＨ−　→　［Ａｌ(ＯＨ）４］−　　テトラヒドロキソアルミン酸イオン
　　　　Ｚｎ(ＯＨ）２　＋　２ＯＨ−　→　［Ｚｎ(ＯＨ)４］２−　　テトラヒドロキソ亜鉛（ＩＩ）酸イオン
　　　　Ｐｂ(ＯＨ）２　＋　２ＯＨ−　→　［Ｐｂ(ＯＨ）４］２−　　テトラヒドロキソ鉛（ＩＩ）酸イオン

　　＜過剰のアンモニア水で溶ける＞
　　　　Ｚｎ(ＯＨ)２　＋　４ＮＨ３　→　［Ｚｎ(ＮＨ３)４］２＋　＋　２ＯＨ−　　テトラアンミン亜鉛（ＩＩ）イオン
　　　　Ｃｕ(ＯＨ)２　＋　４ＮＨ３　→　［Ｃｕ(ＮＨ３)４］２＋　＋　２ＯＨ−　　テトラアンミン銅（ＩＩ）イオン
　　　　Ａｇ２Ｏ　＋　４ＮＨ３　＋　Ｈ２Ｏ　→　２［Ａｇ(ＮＨ３)２］＋　＋　２ＯＨ−　　ジアンミン銀（Ｉ）イオン
　アルカリ土類金属の炭酸塩は，どれも水には溶けません。炭酸カルシウムＣａＣＯ３は石灰石，大理石，貝殻や卵の殻の主成分です。
　　　　
　また，アルカリ土類金属の硫酸塩は，水に溶けにくいですね。ところが，同じ２族元素でもＭｇＳＯ４は水によく溶けるのです。硫酸カルシウムＣａＳＯ４は壁の塗装，陶磁器の型，塑像やギブスに用いられています。
　　　　
　硫酸バリウムＢａＳＯ４は水に溶けにくく，Ｘ線の吸収能が大きいため，胃などの検査に使われています。
　　
　鉛の化合物は，硝酸鉛（II）Ｐｂ(ＮＯ３）２や酢酸鉛（II）Ｐｂ(ＣＨ３ＣＯＯ)２以外は水に溶けにくいですね。

（４）　炭酸イオンと硫酸イオン
　　　　Ｃａ２＋　＋　ＣＯ３２−　→　ＣａＣＯ３↓（白色）
　　　　Ｃａ２＋　＋　ＳＯ４２−　→　ＣａＳＯ４↓（白色）
　　　　Ｂａ２＋　＋　ＣＯ３２−　→　ＢａＣＯ３↓（白色）
　　　　Ｂａ２＋　＋　ＳＯ４２−　→　ＢａＳＯ４↓（白色）
　　　　Ｐｂ２＋　＋　ＳＯ４２−　→　ＰｂＳＯ４↓（白色）
　以上の方法を使って，溶液中の金属イオンを調べてみましょう。
　それでは，今日の学習内容の確認です。
１．塩化物の沈殿を２種類化学式で答えなさい。→ＡｇＣｌ，ＰｂＣｌ２
２．中性〜弱塩基性で沈殿する硫化物を４種類化学式で答えなさい。→ＭｎＳ，ＮｉＳ，ＺｎＳ，ＦｅＳ
３．過剰の水酸化物イオンで溶ける水酸化物を３種類化学式で答えなさい。→Ａｌ(ＯＨ)３，Ｚｎ(ＯＨ）２，Ｐｂ(ＯＨ）２
４　アルカリ土類の水酸化物と，マグネシウムの水酸化物の違いを説明しなさい。→アルカリ土類の水酸化物は水に溶け，強塩基性であるが，水酸化マグネシウムは水に溶けにくい。
５．アルカリ土類金属の硫酸塩と，マグネシウムの硫酸塩の違いを説明しなさい。→アルカリ土類金属の硫酸塩は，水に溶けにくいが，ＭｇＳＯ４は水によく溶ける。
６．アルカリ土類の炭酸塩は水に溶けやすいですか，溶けにくいですか？→溶けにくい