受験基礎化学 27.金属のイオン化傾向

金属のイオン化傾向

 

Kp.156-1

 

 

まずは金属のイオン化傾向を覚えよう。

金属のイオン化傾向とは、金属が陽イオンになりやすい順番に並べたものだ。

図の左側ほど陽イオンになりやすく、逆に右側は陽イオンになりにくい金属である。

最初に覚えてほしいのはその順番だ。

まずはゴロいってみようか…

「かそうかな、まああてにすんなひどすぎる借金。」オッケー。

20回ほど繰り返そう。

それを覚えたら、ちゃんと書けるかどうかチェックだ。

Hを合わせて16元素ある。

ちゃんと書けるだろうか?

 

それがすんだら、何に溶けるか?だ。

Naまでは、水とでさえ激しく反応する。

Mgになると、常温の水とは反応しないので、加温する必要がある。

水を加圧した状態で水蒸気にすれば、100℃以上にすることができる。

高温の水蒸気だとFeまで反応することができるようになる(つまりFeはイオンになる)。

Hより左側は、通常の酸(塩酸や希硫酸など)と反応する。

Agまでは酸化性の酸と反応だ。

酸化性の酸とは酸化する力を持っている酸のことで、濃硝酸(濃い硝酸)、希硝酸(薄い硝酸)、熱濃硫酸(熱い濃硫酸)のことである。

最後の白金と金はイオンになりにくい(つまり、溶けにくい)ので、王水としか反応しない。

王水というのは、硝酸と塩酸を1:3に混ぜた酸の混合物のことだ。

一硝三塩(王様の小遣い一生三円(きっつ〜〜〜))で覚えよう。

 

 

Kp.158-1

 

 

イオン化傾向は、自然界での形や、反応性、単体を得る方法などにも大きく関係している。

例えば、金は最もイオン化傾向が小さいので、イオンにすることが難しい。

つまり、自然界にはいつも単体の状態で存在している。

逆に、イオン化傾向の大きいアルカリ金属、アルカリ土類金属(K、Ca、Na)は単体にするのがとても難しい。

このために、単体を得る方法は、融解塩電解(水のない電気分解(結晶を直接融かしてから電気分解する方法))しかない。

また、不動態、両性金属という言葉など、とにかく全部完璧に覚えよう。

 

 

酸化性の酸との反応式を覚えよう!

 

 希硫酸

 

Kp.159-1

 

 濃硫酸

 

Kp.159-2

 

 熱濃硫酸

 

Kp.159-3

 

 

酸化性の酸とCuの反応はよく出てくる。

係数がちょっと面倒なので、覚えておいた方が圧倒的に楽だ。

左辺の係数だけはしっかり覚えておこう。

硝酸のときはNO2が発生、硝酸のときはNOが発生するので、係数が変わってくる。

Agでも同様の反応をするが、Agの係数は難しくない。

勝負はCuなのである。

 

 

Kp.160-1

 

イオン化傾向の問題で他によく出るのが、析出の問題だ。

例えば、イオンが溶けている液があるとする。

ま、ポカリスエットを想像したらわかりやすい。

ポカリスエットの中には。いろいろなイオンが溶けている。

一方、10円玉などのように金属の状態で存在している場合もある。

仮に、Feがイオンとして溶けているFe3+の水溶液があるとする。

そこにAl(例えば1円玉)を入れたら、どうなるだろう。

FeとAlでは、Alの方がイオン化傾向が大きい。

つまり、イオン化傾向の小さいFeがイオンとして存在して、Alが金属として存在することはありえないのである。

したがって、AlがAl3+として溶出し、逆にFe3+が金属として析出することになる。

つまり、一円玉の表面に、Feがメッキされたような状態になる。

金属の状態とイオンの状態のイメージの違いをきちんと頭に入れよう。

 

 

 

ブリキとトタン

 

Kp.161-1

 

ブリキとトタン、ちょっと覚えにくいね。

ウネウネなった金属の屋根がトタン屋根で、おもちゃの方がブリキだ。

名前と金属(トタンがZn、ブリキがSn)がちゃんと一致するようにしっかり覚えよう。

 

 

 

銅の電解精錬

 

  銅の単体を作る方法

 

Kp.162-2

Kp.162-1

 

⊕ Zn のほうがCu よりイオン化傾向が大きいので、CuSO4 水溶液中にZn2 が溶け出す。

⊖ 水溶液中のCu2+ がCu として析出する。

CuSO4 水溶液中はZn2 が増えていくが、Cu2 のほうがZn2 より金属として析出しやすいので、Cu が析出し続ける。

⊕ 粗銅中のZn がなくなると、Cu が溶け始める。

⊖ Cu が析出し続ける。

Kp.162-3

⊕ Cu が減ってきて、Ag が溶ける手前で必ず終了させる。

  Ag が少しでも溶出すると、陰極に析出してしまう。

⊖ 陰極にCu(純銅)が析出してできあがり。

 

Kp.162-4


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