硫化水素の沈殿の覚え方〜なぜ酸性、塩基性で沈殿・溶解度が異なる？〜

どうも、受験化学コーチわたなべです。

陽イオンの系統分析において「硫化物イオン」が非常に重要です。

硫化水素って陽イオンの系統分析で非常に重要なものなんですよね。陽イオンの系統分析は酸性条件下でのH₂Sと塩基性条件下でのH₂Sで沈殿するかどうかでグループ分けしていくのが系統分析です。

このように陽イオン系統分析は第１、２属が酸性条件でH₂Sで沈殿するもの。第３、４属が塩基性条件でH₂Sで沈殿するもの。第５、６属がH₂Sは条件に関わらず沈殿しないです。

このように系統分析で非常に重要な物質です。

H₂Sが酸性か塩基性で沈殿する陽イオンが異なるのか？

これらの陽イオンが全て溶液の中に入っていたとして、上のように硫化水素で３つのグループに分かれます。なんと酸性か塩基性かで溶解度が異なるんですね。

ちなみにいうと上の陽イオンの３つのグループですが、イオン化傾向順に左から並べています。

ってことです。

逆に、

こういう関係です。

ってことは酸性条件の方が本当は沈殿しにくいってことですか？

その通り、酸性条件の方が沈殿しにくい。その理由はルシャトリエの原理なんだ

ルシャトリエの原理とは変化に抗いたいという気持ちみたいなもんです。化学平衡状態の時にその平衡を移動をして平衡を和らげるように移動する法則です。

H₂S⇆2H⁺+S^2-

の平衡ができています。酸性液中ならこのH₂S由来にH⁺以外に酸のH⁺が液中に存在します。そのせいで平衡が左に移動しやすくなります。

てことは、溶液中にあるS^2-も減ります。

一方で、塩基性条件の場合は、

H₂S⇆2H⁺+S^2-

こちらの平衡が右に移動します。なぜならH⁺が塩基性のOH^–によって消費されて平衡が右に移動するからです。

つまり、塩基性条件の方がより沈殿しにくい陽イオンも沈殿するのです。

イオン化傾向

H₂Sの陽イオンとの沈殿と色の覚え方

酸性条件でもH₂Sと陽イオンの沈殿と色の覚え方

このように覚えていきます。

塩基性条件でもH₂Sと陽イオンの沈殿と色の覚え方

このように覚えていきます。

最後に：硫化物イオンとの沈殿は陽イオンの系統分析で最重要

おそらくこの記事にたどり着いたのも陽イオンの系統分析を勉強中だったと思います。

このサイトでは陽イオンの系統分析も解説しておりますので合わせてご覧くだされ。