難溶性塩である水酸化鉄(Ⅲ)(Fe(OH)3)の純水中での溶解度を S mol/…
難溶性塩である水酸化鉄(Ⅲ)(Fe(OH)3)の純水中での溶解度を S mol/L とすると、その溶解度積(Ksp)を正しく表しているのはどれか。1つ選べ。
- ⑴ 3S³(mol/L)³3S³は係数の扱いが誤りです。OH⁻濃度は3Sで3乗されるため27S⁴となります。
- ⑵ 4S³(mol/L)³4S³はAB2型塩(例:CaF2)の溶解度積の式で、AB3型のFe(OH)3には当てはまりません。
- ⑶ 9S³(mol/L)³9S³は(3S)²×Sに相当し、OH⁻を3乗していません。正しくは27S⁴です。
- ⑷ 9S⁴(mol/L)⁴9S⁴は係数の3乗を誤っています。(3S)³=27S³なのでKsp=27S⁴です。
- ⑸ 27S⁴(mol/L)⁴[Fe³⁺]=S、[OH⁻]=3Sより、Ksp=S×(3S)³=27S⁴ (mol/L)⁴となるので正答です。
解説
正解は⑸です。Fe(OH)3 は水中で Fe(OH)3 ⇄ Fe³⁺ + 3OH⁻ と溶解します。溶解度を S mol/L とすると、[Fe³⁺]=S、[OH⁻]=3S となるので、Ksp=[Fe³⁺][OH⁻]³=S×(3S)³=27S⁴ となり、単位は (mol/L)⁴ です。係数を濃度に掛けるだけでなく、その係数を指数としても使う点がポイントです。なお、ここでは水の自己解離由来のOH⁻は無視しています。
出典:厚生労働省ホームページ(https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/0000198928.html)を加工して作成