理科の質問教室（mixi版）コミュの逆滴定

坂田（高２）日付：4月18日(火) 0時25分
　排ガス中に含まれる二酸化硫黄の量を求めるために、まず水蒸気を除去した排ガス100?を0.10mol/lのヨウ素溶液200mlに通じた。このとき、《すべての二酸化硫黄は水溶液中でヨウ素と反応して硫酸に酸化される。》次に、反応後の溶液200mlに水を加えて正確に1?とし、この溶液50mlについて、デンプンを指示薬として0.050mol/lのチオ硫酸ナトリウム（Na2S2O3）水溶液で滴定したところ、30mlを必要とした。このとき、未反応で残っていたヨウ素はチオ硫酸ナトリウムと、次の反応式に従って反応する。下の問に答えよ。
I2 + 2NaS2O3 → 2NaI + Na2S4O6

（1）《　》中の変化を化学反応式で答えよ。
（2）二酸化硫黄を通じて反応が完了した後には、溶液中に残っていたヨウ素は何molか。
（3）排ガス100?中に含まれる二酸化硫黄は標準状態(0℃、1atm)で何mlか。

全然解らなかったのでやり方教えてください。
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[1] mixiユーザー 07月18日 15:14

Re: 実力テストの問題です。
名前：yamazaks 日付：4月20日(木) 10時21分
解答を分けてお答えします。
完全に解答を書くと勉強にならないので、考え方を書いていきますね。
（１）二酸化硫黄とヨウ素の酸化還元反応です。
それぞれの半反応式を覚えていればそれでいいのですが、覚えていなかった時でも使えるように、まずは二酸化硫黄が酸化される半反応式から考えてみましょう。

二酸化硫黄SO2が硫酸H2SO4になるわけですから、まずはこの二つを両辺に書きます。

SO2→H2SO4

両辺の硫黄の酸化数を比較すると、（＋４）が（＋６）になっていますね。ということは、電子を２個放出することになります。

SO2→H2SO4+2e-

両辺を比べると、酸素原子の数が左辺の方が２個少ないので、水分子を２分子加えます。

SO2+2H2O→H2SO4+2e-

最後に、右辺に水素イオンを２つ加えて電荷を整えます。

SO2+2H2O→H2SO4+2H++2e- ・・・１
これで、二酸化硫黄のほうはできました。

次に、ヨウ素の還元反応です。
ヨウ素がヨウ化物イオンになるわけですから

I2 →2I-
と書きます。
両辺の電荷、酸化数を考慮すると左辺に電子e-を２つ加えればいいので

I2+2e- →2I-・・・２
１式と２式から電子e-を消去して、（１式＋２式）

SO2+2H2O+I2→H2SO4+2HI
となります。
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[2] mixiユーザー 07月18日 15:15

243．Re: 実力テストの問題です。
名前：yamazaks 日付：4月20日(木) 11時46分
（２）逆滴定の問題です。
未反応のヨウ素の物質量を調べるために、チオ硫酸ナトリウムを使って滴定しています。
反応式を見ると、反応するヨウ素とチオ硫酸ナトリウムの物質量比は
１：２であることがわかります。

ですから、チオ硫酸ナトリウムの物質量を計算して半分にしたものがヨウ素の物質量ということになります。

この実験で使用したチオ硫酸ナトリウムの物質量は、

0.050mol/l×30/1000l＝1.5×10-3mol

です。
よって、うすめた溶液50ml中に存在したヨウ素は

1.5×10-3mol　×　１/２＝7.5×10-4
mol
になります。

元の液は１ｌですから、
7.5×10-4mol×1000/50＝1.5×10-2mol
になります。

答え　1.5×10-2mol

（３）

排ガスを吸収させる前のヨウ素溶液の中にあるヨウ素の物質量を計算すると、

0.10mol/l×200/1000l＝0.020mol

になります。
残っていた、ヨウ素が1.5×10-2molなので、
二酸化硫黄と反応したヨウ素は

0.020-0.015＝5.0×10-3mol

になります。
（１）の化学反応式より、二酸化硫黄とヨウ素は１：１で反応することがわかります。
よって、二酸化硫黄も

5.0×10-3mol

となります。
これを、標準状態の体積に換算すると1molの気体では22,4l（22.4×103ml)の体積を占めるので、

5.0×10-3mol×22.4×1000＝112ml
ということになります。
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