沈殿生成反応を語呂合わせで一瞬で頭に焼き付ける覚え方公開!

溶解度積 溶解平衡

受験化学コーチわたなべ
うも、わたなべです。

 

今日は、無機化学で、多くの人がつまづく、『沈殿生成反応』の覚え方、をお話しします!

 

なぜ、多くの人がこの分野に苦しむのか?というと、「沈殿するイオンのパターンが高校化学で論理的に説明できないから。

 

です。

 

というか、残念ながら高校化学ではそういうもんとしかいえないのです。

 

普通イオン結晶(NaCl、KCl)などは水によく溶けます。

 

中和で出来る塩は、基本的によく水に溶けるのです。つまり、今回の金属の陽イオンの沈殿パターンは例外なのです。

 

基本的には、例外は、丸暗記です。

 

で、この丸暗記が苦痛です。

 

なので、今回は語呂合わせでバンバン頭に刻んで行く方法をお話しします!

 

調べていくとやはり、色々な語呂があります。

 

なので、自分に合う語呂合わせをどれか選んでそれで覚えて行けばいいと思います!

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似た者同士よく溶ける

まずその前に基本的な事です。

 

沈殿生成の前に、

イオン結晶について

基本的な事を考えておきます。

 

中和反応の塩などでできる、

NaClなどの塩は、

イオン結晶に当たります。

 

イオン結晶は、基本的に

水に溶けやすい』です。

 

これは、水もイオン結晶も

『極性分子』だからです。

水 極性

極性分子とは、電気陰性度の差によって、分子内で電荷の偏りが発生している分子の事です。

 

電気陰性度とは何かがわからない人はこちらの記事をお読みください!

 

そして、この極性分子同士は、非常によく溶けるのです。

↓その理由はこちら↓

なぜ「似た者同士よく溶ける」と言われる?その理由を解説

で、基本的にイオン結晶は、極性が大きいです。金属の電気陰性度が小さく、非金属の電気陰性度が大きい、だから極性が大きくなります。

NaCl

すると、極性の大きい、

 

水とNaClがくっつき、

水和状態』になります。

 

これはNa+に水が配位結合するからです。

Na Cl水和

このようにして水和し溶解します。

 

しかし、今回の沈殿反応は、イオン結晶でありながら、水に溶解しないわけです。そして、色々な理由があるので、毎回判断するのは、難しい。

 

だから覚えないといけないんです。それでは次から、実際に覚えて行く手順を見て行きましょう。

沈殿生成反応の語呂による覚えかた

それでは実際の覚え方に入って行きましょう。

 

陰イオンを加えて、沈殿する陽イオンを考えると言う方式にしていきます。

 

水酸化物イオンOHとの反応

水酸化ナトリウム水溶液やアンモニア水を陽イオンの入っている水溶液に加えると、Na+とOHに電離します。

 

OHが発生して、

 

下のような沈殿生成反応が

起ります。

M2++2OH→M(OH)2

 

 

そして、OHを加えて、沈殿生成が起きる陽イオンは、『イオン化傾向』で覚えればいいです。

 

 

イオン化傾向

このような奴ですね、くわしい順番で言うと、

 

 

Li K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Co Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au

 

 

ですが、イオン化傾向が大きいほど、『アルカリ金属』『アルカリ土類金属』なんですよね!

 

 

K+Ca2+Na+の様なアルカリ金属(Li,Na,K,Rb,Cs)とアルカリ土類金属(Ca,Sr,Ba)の水酸化物は全て沈殿せず水に溶けます

 

 

アルカリ金属の水酸化物のほとんどが強塩基になりますので、電離しやすいと言うのは大丈夫ですね!

 

 

 

そして、次に、

Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Fe3+Ni2+Sn2+Pb2+Cu2+は水酸化物M(OH)2の沈殿が生成されます。

 

Hg2+、Ag+は室温で、水酸化物が脱水し、酸化物MOが生成する。

 

Ag+を含む水溶液を塩基性にすると、

いったんAgOHが出来ますが、

これはすぐに、常温でも、

分解反応が起ります。

 

2AgOH→Ag2O+H2O

銀 沈殿

このように脱水して、Ag2Oとなります。

 

 

つまり覚え方としては、『アルカリ金属とアルカリ土類金属以外』は、沈殿すると覚えます。

 

 

例外的に、Mg(OH)2が溶解度が高かったり、Ca(OH)2の溶解度が小さかったりします。

沈殿の再溶解

先ほどのOHの沈殿ですが、水酸化物として沈殿させていた者を『錯イオン』として溶液の世界へ、復活させる方法があります。

 

 

2つ方法があり、それをする事で、錯イオンとなり、イオンであるため水溶液中に溶けます!

 

 

その2つの方法とは、

①大量のNaOHを投入する

②大量のNH3を投入する

沈殿 再溶解

沈殿していたものを、錯イオンにして溶液中に呼び戻します。

 

 

ですが、全ての金属イオンがこの2つの方法で錯イオンになれるわけではありません。

 

 

 

それぞれの方法でなれる金属イオンが決まっています。と言うことで、それぞれ再溶解出来る金属イオンをまとめていこうと思います。

①大量のNaOHを入れる事で再溶解

 

彼女ナオコ苦労せずああすんなり

過剰なNaOH Cr  Zn Al Sn Pb

そうです、いわゆる両性元素です!

 

 

 

こいつらは、[Zn(OH)4]2-や[Al(OH)4]などの錯イオンに変化して溶液中に溶け出します。

 

②アンモニア水で溶け出す

 

大量のおしっこにあえいだあげくどうにげて

大量のNH3  Zn Ag Cu()Ni ()

出典:坂田アキラ

 

ちなみに大量のおしっこと言うのは、大量のアンモニアです。

 

NH3水と反応する沈殿は、Zn(OH)2,Ag2O,Cu(OH)2,などです。

これが、[Zn(NH3)4]2+になったり、[Ag(NH3)2]+

などのアンモニアが配位している錯イオンになります。

 

そして、これのうち

あん ドーナッツあげ

NH3 Cu    Ag  Zn

(出典:宇宙1わかりやすい高校化学)

このような語呂を使う事で、アンモニアで再溶解するのはどれかな〜と言う事がわかります。

 

 

 

硫化物イオンS2-との反応

硫化ナトリウム水溶液や硫化水素ガスを陽イオンの入っている水溶液に加えると、

 

陽イオンの種類によって次のような変化があります。

沈殿反応 硫黄

S2-を加えると、沈殿が生じるパターンがあります。それの覚え方を解説します。

 

 

 

そして、ある程度理解が伴ったら語呂でばっちり暗記します!

 

 

 

これは、イオン化傾向でばっちり別れます。

 

K Ca Na Mg Al

のグループ、大体アルカリ金属やアルカリ土類金属など(Alが紛れ込んでますが)は、H2Sではどんな事があろうと沈殿しません。

 

 

だって、イオン化して溶液中を泳いでいたいのに、沈殿なんかしたくありません。

 

 

 

そして、次に

Zn Fe Niのグループになります。このグループは『中性塩基性』のときだけ硫化物の沈殿が生成します。

 

 

そもそもH2Sは弱酸ですよね?てことは、S2-はあまり溶液に多くありません。だからこのS2-を増やしてやるのです。

 

 

H2S⇄H++HS

HS⇄H++S2-

 

もし、これで酸性条件だったらどうでしょうか?

 

 

 

周りにH+がうようよ居るせいで平衡が左に動いてしまいます。すると、S2-が減少して反応が起りにくくなりますよね?

 

 

この酸性条件でS2-が少ないがために沈殿しないパターンがこのZn Fe Niグループなのです!

 

 

 

Sn Pb Cu Hg Ag Cd

こいつらは、H2Sであれば、どんな状況でも沈殿してくれます。

 

 

つまり、覚える方法としては、

イオン化傾向の『あてに(Zn Fe Ni)』以降はH2Sで沈殿し、そのうち『あてに(Zn Fe Ni)』は中性塩基性条件でないと沈殿しない

 

 

と覚えれば良いのです!

 

 

 

で、本番中にこれも考えるのが面倒だと言う人は、次の語呂を使えば良いです!

 

 

賛成できない母に言おう『に 会えん。』

中性塩基性条件H2S Fe  Ni Zn

出典:坂田アキラ

そして酸性条件は、

 

母に言おう 口説 き  エッチじいさんっくり腰

H2S   Pb Cd(黄色)Cu Hg       Ag

出典:坂田アキラ

このような覚え方が存在します。

 

色々見て来た中でこのように覚えていくのが一番良いのかなと思います。

塩化物イオンClとの反応

これは、語呂で覚えましょう!

Clを加えて、

沈殿が生成するのは、

 

Ag+(AgCl)

Pb2+(PbCl2)

Hg22+(Hg2Cl2)

の3つです。

 

この沈殿反応は、

ClでPb2+、Hg2+、Ag+

くるってるプレイボーイハゲ

出典:坂田アキラ氏

と言う覚え方があります。

 

 

俺はこの覚え方がいいと

思っていましたが、

他にも色々あります。

Ag、Pb、HgはClで沈殿

なまはげくるってる

というような覚え方もありました。

クロム酸イオンCrO4との反応

クロム酸イオンを加えると、

沈殿する陽イオンの覚え方は、

な(Pb2+)ぐろう(CrO4)赤(赤)銀(Ag+)バ(Ba2+)エ

という覚え方があります。

 

ですが、他の語呂ではこういうのがあります。

 

苦労したあげくおせっかい なま馬力ある

CrO4Ag  (赤褐色)   Pb() Ba(

出典:坂田アキラ氏

 

個人的には後者の語呂の方が、オススメです。なぜなら色が覚えやすいです。色まで覚えられるし、語呂だから2つとも覚える労力は変わらないので、

 

 

色まで覚えられる方が良いと思います。

 

 

硫酸イオンSO42-、炭酸イオンCO32-との反応

SO42-はあまり、

沈殿生成しません。

 

また、CO32-

多くの陽イオンと反応して沈殿を

生成しますが、

 

入試で出る重要な物が

決まっています。

 

覚え方は、

SO42-,CO32-→Ba2+,Ca2+,Sr2+,Pb2+

  まで ば か する な

 

これらは全て白色沈殿です。

Fe関連のややこしい沈殿

さあそれでは鉄関連の沈殿をまとめていきます。

 

 

 

というのも、鉄の沈殿は、2価と3価で大きく違います。この辺りを覚えるのに苦労しているのではないでしょうか?

 

 

なので、しょぼいですが、微妙に覚えられる覚え方を伝授します。

鉄の2価

陽イオン 系統分析

この辺頭がイタくなるところです。

 

ちなみに,K3[Fe(CN)6]やK4[Fe(CN)6]には名前がついています。(表の左の列)

 

 

Fe2+から出来るK4[Fe(CN)6]をフェシアン化カリウムと言います。

Fe3+から出来るK3[Fe(CN)6]をフェシアン化カリウムと言います。

これは

ロ(2価)、リ(3価)です。

覚え方は、

浪人して理III行く

です。

 

そして、沈殿反応を考えていきます。

 

 

 

基本的な覚え方として、鉄の2価3価CNが同時あつまれば、濃青色溶液になります。

 

 

鉄の兄さん(Fe2+,Fe3+)納税(濃青色)しあん(CN)

で覚えましょう

 

Fe2++[Fe(CN)6]3-で濃青色沈殿が出来ます。

Fe3++[Fe(CN)6]2-で濃青色沈殿が出来ます。

 

この沈殿の化学式は様々な種類があるため入試には出ないです。

 

 

覚えるところは、下の表です。

陽イオン 系統分析

Fe2+,Fe3+が同時に居れば、濃青色沈殿が出来るのはわかっていただけました。

 

 

また、KSCN(チオシアン酸カリウム)を加えると、Fe3+のみと反応をし、血赤色の錯イオンを作ります。

 

 

つまり、沈殿ではない事に注意しておいてください!

 

 

そしてそして、最も面倒なのが、

 

 

Fe3+に[Fe(CN)6]3-を加えたときです。3価に3価を加えると非常に面倒な事が起きます。

 

Fe3+に[Fe(CN)6]3-のように2価に2価を加えたときも面倒です。

 

 

どちらが青白色だったか、どちらが褐色だったかを忘れがちです。

 

 

なので、覚え方は、

2価と2価は青白色なので、

2×2=4(ににんがしろ)と覚えましょう!

 

そして、

3×3=9(サザンがくぁっしょく)

と覚えましょう!

 

 

これで鉄はクリアできます!

 

 

まとめ

このように沈殿生成反応は

基本的に丸暗記が必須です。

 

覚えてほしいのは、過剰なNaOHや過剰なNH3水は沈殿しているものを再び錯イオンとして溶液に戻す手段です。

 

 

あれ、これ何を覚えているんだっけ?って言う風になる人が多いですが、この2つだけは、沈殿が溶解する。反応で、

 

 

 

それ以外は全て沈殿するものです。

 

 

 

この分野は残念ながら暗記は必須です。ですが、語呂を使ったりと負担を和らげる事は十分可能です。

 

 

 

語呂で勉強した後は、陽イオンの系統分析の勉強をしていけば良いでしょう!

 

 

 

それではありがとうございました!

わたなべのお知らせ!
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17 件のコメント

  • 初歩的な質問すみません。
    この記事の中間にある
    H2S→(H^+)+HS
    HS→(H^+)+(S^2-)はなぜ2段構成なのですか?
    H^2S→(2H^+)+(S2-)2はならないのですか?

    • いえ、良い質問だと思います!
      これは、
      H2S⇄H++HS
      HS⇄H++S2-
       
       
      この2つは電離度が違うため別々に書きました。
       
       
      硫酸なら別に良いんです。
      なぜなら硫酸は強酸だからです。
      でも硫化水素は弱酸ですので、このようにしました。
          
      ただ、それほど深い意味はなくこのように2段階にしました。それほど気にしなくても良いです!

      • 回答どうもありがとうございます。
        二つとも電離度が違うとのことですが水中にこの二つの状態があるということですか?

        • いえ、段階に別れると思われます。
          先に電離しやすい方が電離しきって、
          その後に第2電離が始まリマす。

  • ②のアンモニア水で溶け出すのところで、
    ああすんなり銀河鉄道が延期のところにはいってあるFeは、大量のNH3と大量のNaOHのどちらで再溶解するということですか?
    ②のゴロの3つの違いがよくわかりません汗
    入ってあったり入ってなかったりしているイオンもありますが、どれを覚えたらよいのでしょう?

    • ああすんなり銀河鉄道はおぼえなくていいかもです、、(じゃあ書くなって感じですが)
      どちらにも溶けるのは、亜鉛です。
      それ以外は、溶けません!

      再溶解まとめ』をご覧下さい。

      • ありがとうございます!

        それから、分野は違うのですが酸化還元を利用した気体の生成として載せておられた塩素の生成の化学反応式をつくるときに使う、
        2Cl−→Cl2+2e−の半反応式は、教科書では酸化剤として、
        Cl2+2e−→2Cl−として載ってあるのですが、このように場合によって逆になったりもすると言うことですか?また塩素の化学反応式を作るのに必要なもう一つの式、
        MnO2+(4H+)+(2e−)→(Mn2+)+2H2Oという半反応式ですが、このような半反応式は教科書や新研究などの参考書にさえも載っていないのですが、このような載っていなくてでてくるものは覚えていくしかないということですか?

        • MnO2からMn2+は頻出なので覚えておくべきですね。

            
          また、2Cl→Cl2+2e
          の反応ですが、これも場合によっては、酸化剤と還元剤別々の反応をします。
            
          例えばハロゲン同士なら
          2KCl+F2→Cl2+2KF
          というように、より電気陰性度が大きいフッ素が陰イオンになります。
             
          また、KBrとCl2などの反応でしたら、
          よりClのほうが電気陰性度が大きいので
          2KBr+Cl2→2KCl+Br2
          という反応が起ります。
          などで時と場合によって酸化剤だった裏還元剤だったり


          また、半反応式は覚えるものではないです。
          作り出すものです。

          • なるほど!わかりやすくありがとうございます!

            半反応式は反応後がどうなるかを覚えておくんですよね!半反応式は作れるので大丈夫です!

        • おそらく勘違いしています。
          イオン結合している物質は基本的に水と解けます。
          むしろ沈殿するのが例外です。
          沈殿するのはイオン結合というより共有結合に近い状態です。

  • 硫化物イオンとの反応についてです。
    アルミニウムは絶対に沈殿することはないとありましたが、教科書を見ると、塩基性水溶液中でアルミニウムイオンが白色沈殿Al(OH)3として沈殿すると書いてあるのですが、どちらが正しいのでしょうか?

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