理科大の創薬所属、研究志望
今は物理とドイツ語を勉強中!

まあ相談など質問など臨機応変に
多浪経験者なんで多浪の人も気軽に愚痴でもどうぞ(･∀･)

[化学]
王水ってなんぞや？


王水なんてカッコイい液体があるのは知ってるでしょうか？

通常酸は金属を腐食します。腐食という言い方は定性的でその実は酸化還元反応ですね!
酸化力のつよい酸が金属から電子を奪い、金属原子がイオンとなり金属は溶けます!

熱濃硝酸はほとんどの金属を溶かしてしまいます!!銅や銀もです!
しかしイオン化傾向が低いトップ２つまりイオンになりにくいトップ２の白金と金はびくともしません!!

なのでこの二つは長い間錆びることなく保持できます!ファラオの金の棺桶も金ぴかのままでした!!
結婚指輪に白金を使うのはこのことと関係なくないでしょう(･∀･)

さてここで本題ですが、その金や白金をも溶かしてしまう液体があります！それが王水なのです。
王水というのは実は硝酸と塩酸の混合液体なんです。

その割合は硝酸:塩酸＝1:3であると聞いたことがあると思いますが、なんで硝酸:塩酸＝1:3なんでしょうか？(厳密に1:3にしなくていいと思いますが)

それは王水の合成の反応式を見てみるとわかります。


その反応式は

王水合成:
HNO3 ＋ 3HCl
→NOCl ＋ Cl2 ＋ 2H2O
(O=N-Cl:塩化ﾆﾄﾛｼﾙ)

NOClとCl2が重要なんですね!さらに重要なのはCl-ですが

>>108 続き

では金と白金の溶解の式を見てみましょう


金溶解:
Au ＋ NOCl ＋ Cl2 ＋ HCl
→H[AuCl4] ＋ NO
(NOClとCl2が酸化剤)


白金溶解:
Pt ＋ 2NOCl ＋ Cl2 ＋ 2HCl
→H2[PtCl6] ＋ 2NO
(同様)

ＮとＣｌ元素の酸化数を数えてみるとNOClとCl2が酸化剤だとわかり(N:+3→+2 Cl:0→-1)、Au→Au^(3+) Pt→Pt^(4+)となっているところをみるとAu Ptが還元剤になっていることもわかります。電子の授受の数も辻褄があいますね。

上の反応で重要なのは酸化還元反応よりもCl-との反応だと思われます。


Au^(3+)、Pt^(4+)は強力な酸化剤です。Au Ptがなかなか反応しないということは裏を返せばAu^(3+)Pt^(4+)が反応性が高い、違った言い方をすれば
Au^(3+) Pt^(4+)が生成してもすぐに酸化剤として反応しAu Ptに戻ってしまうということです。
溶けるというのはイオンの状態で安定に存在していると言うことができます。
つまり王水との反応ではAu^(3+) Pt^(4+)が安定に存在しているということです。それはなぜなのか

>>109 続き

それはCl-がポイントなのです。
Cl-は強力な錯化剤であり、金属イオンとクロロ錯体を作ります。
つまり酸化剤によって酸化されることで少量できた金と白金のイオンとCl-が錯体を形成することで錯イオンとして安定化し反応を進めるのです。

簡単に要点だけをまとめると、
金、白金が王水に溶ける理由は酸化された金属イオンがCl-と錯イオンを形成し安定化するからなのです。

補足として
Ag+ という制汗スプレーが売ってますが 殺菌効果を利用しています。
Ag Cu は反応性が低い、イオン化傾向が低い金属です。上述したようにそれらの金属のイオン(Ag+ Cu^(2+)など)は反応性が高い強酸化剤です。微生物などの有機物は還元剤の塊です。なので酸化還元反応が起きて殺菌されてしまうのです。

訂正版
王水
>>107-109

文字ばっかだと読みづらいのー(´･ω･｀)

>>106
こんばんみー

なんか間違いがあったら訂正してくださいな(´･ω･｀)

ゆっちょにはわからないわｗ

今日とかエグいくらい寒い(´･ω･｀)

明日は久しぶりに勉強するかなー サボりすぎた

生物の勉強のしかたがわからん(￣∀￣)

あけおめさい(´･ω･｀)

>>114
だいぶ遅れたけど
基本的にはノートに体系的に網羅的にまとめる(´･ω･｀)しっかりやりたいならこれじゃないかのー
どの学問でも体系的＋網羅的が大切かと だから適宜 修正だったり補足だったりしてだんだん作りあがる感じ
たとえば
ATPについてなら 化学的にATPの構造だったり 働き 生成だったり 思いつく限りの情報を調べてまとめる
構造がわかったりすると共通点である塩基についても発見がありそこもつっこんでみる
関連性で繋げていったりもする
また網羅的なら ATPがあるならTTP GTP CTPはないかとか調べてまとめる。なぜATPが特別扱いなのかがわかるかも
高校範囲外とか入試にでないとかで情報に制限をかけずに深く探る その専門に進みたいまたは進んでいるならこれは重要
かなり時間はかかるがしっかりやるべきなら仕方がない

入試だけなら 範囲内を少し深くまとめて問題で確認する
あとは論述問題を軸に勉強すると捗るかと思われる
演習問題はやっぱり知識の確認に使うといいかと。