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I=envS

興味のあることをまとめて書きます

化学の語呂合わせなど

 受験勉強で覚えた知識をテストだけにぶつけるのもアレなので、ここに垂れ流しておきます。どっかから拾ってきた知識ばっかりなのでググったらカブリがすぐ見つかると思います。つまり超オボってます。あしからず。

語呂合わせは、情報量(受験には必ずしも覚える必要のない知識も含んでいたほうが良い)の基準で選んでます。あと覚えやすいの。

 

周期表

f:id:envs:20151113235529p:plain

H He Li Be B C N O F Ne

水兵リーベ僕の船

Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca

ななまがり、シップスクラークか

Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

スコッチ暴露マン、徹子にどうも会えんがゲルマン斡旋ブローカー

ここまで覚えれば十分です。横はね。

残念ながら縦を覚える必要があるんですよ。暗記不可避です。

1 H Li K Rb Cs Fr エッチでリッチな彼はルビーせしめてフランスへ

2 (Be) Mg Ca Sr Ba Ra 曲がった彼女のストローバラ色

飛んで

10 Ni Pd Pt ニッパラ白金

11 Cu Ag Au イレブンオリンピック

12 Zn Cd Hg 亜鉛角見過ぎ

13 B Al In Tl バストはあるがインテリ

14 C Si Ge Sn Pb 臭いゲロすんな

15 N P As Sb Bi 日本の朝は酢豚とビール

16 O S Se Te Po お猿の世界にテレポート

17 F Cl Br I At ふっくらブラジャー愛の後

18 He Ne Ar Kr Xe Rn ヘイねーちゃん、ある暗闇でキスの練習

これで問題無いです。だって遷移元素モリブデンとか聞いたことねえだろ。

 

炎色反応

f:id:envs:20151114110425j:plain

リアカー無きK村で動力に馬力借ろうとするもくれない

Li:赤 Na:黃 K:紫 Cu:青緑 Ba:黄緑 Ca:橙 Sr:紅

超有名ですが個人的にはあまり好きではない;銅とバリウムの青緑と黄緑がどっちがどっちだか分からなくなるし、”するもくれない”はちょっと無理があるし…

あとこれ以外の炎色反応も全然あるんで、興味があればWikipediaが完全版かと

濃硝酸による不動態

手にある黒いコーラ

Fe Ni Al Cr Co

希硝酸には溶けるけど濃硝酸に溶けない奴らです。表面に緻密な酸化皮膜を生じて溶けなくなるってやつです。

これ、有名な酸化還元反応の半反応式を当てはめると、例えばニッケルならNi(NO3)2 みたいな感じになると予想しちゃうと思うんですよ。ところがそれが違う。NiOの皮膜によって周囲が覆われることになるのです。

どうやら僕の調べによれば、濃硝酸の反応では、まず金属の酸化物を形成してから、それが硝酸塩に変化するようなんですよね。しかし不動態を形成するこれらの元素では酸化物の時点で反応が止まってしまう、よって表面が酸化された時点で反応が止まる。

まあ半反応式を信仰していたら絶対に発想できない機構なんで、入試には確実に問われないですね。

あと不動態を形成するこれらの元素でも、温めた硝酸(40℃程度)には溶けてしまうこともあるそうです;悪評高き「化学の新研究」によれば、15℃の濃硝酸で鉄釘は直ちに不動態に覆われ反応しなかったが、30℃の濃硝酸では溶けてしまったとの事。硝酸は揮発性の酸なので温めた時に揮発して薄まってしまったのでは…と疑うことも出来るが…。

さらに言うと、ステンレス鋼やアルミニウムが錆びない理由もこの不動態です。つまり酸化物が化学的に安定で、緻密に表面を覆ってしまう性質があるということです。

逆に鉄の赤錆、つまり酸化鉄(Ⅲ)Fe2O3・n H2Oは、水和物として多量水を含み、その結晶はキメが粗く鉄の表面に密着しておらず、未反応の鉄を全く保護しないどころか、空気中の水分子や酸素分子を赤錆が吸着して、内部まで錆が進行するのを助けてしまいます。これを自触媒作用と呼びます。

 

ところで鉛は、希硝酸・濃硝酸・温めた塩酸には溶ける、硫酸・濃硫酸・塩酸には溶けない、という性質です。上の濃硝酸の不動態とごっちゃになるから気をつけてください。これは鉛の硫酸塩PbSO4、また塩化物PbCl2が水に不溶であるから、未反応の鉛の周りをびっしりと覆ってしまうため。しかしこれを「不動態を形成するから」と言ってはならない!!

というかそもそも生成物が水に不溶なので、全部反応してしまったとしても「溶け」はしないんですよ…

また熱濃硫酸に鉛は溶けるのか、という事に関しては信頼できる記述が見当たらなかった。すみません。

 

結晶の充填率

田代は飯なし

体心立方格子:68% 面心立方格子/六方最密格子:74%

覚える必要は無いかもしれない。

 

沈殿シリーズ

・硫化物沈殿(酸性条件下でも沈殿)

ドH爺さん担いで銀杏口説き

銅 Hg Sn (褐) 銀 鉛 Cd(黄)

CuS HgS SnS(褐色) Ag2S PbS CdS(黄)

記述がないのは黒色沈殿です。

・硫化物沈殿(中性・塩基性条件でしか沈殿しない)

桃色マンコに尻当てて

(桃色)Mn Co Ni (白=尻)亜鉛 鉄

MnS(桃色) CoS NiS ZnS(白) FeS

こういうのを完璧な語呂合わせっていうんですよ!!一度聞いたら忘れられないインパクトを持ちながらちゃんと沈殿の色まで覚えることが出来る…非の打ち所がない、最高の語呂です。

さて、これらの硫化物沈殿ですが、沈殿させたい金属イオンを含んだ水溶液に硫化水素を通じることによって生成します。

H2S → 2H+ + S2- ―①

Ka = [H+]2[S2-] / [H2S]

M2+ + S2- → MS ―②

Ksp = [M2+][S2-]

以上の平衡によって、酸性条件下では[H+]が大きい事から、①の平衡は右に移動し、従って[S2-]は小さくなってしまいます。

ここで塩基・中性下でしか沈殿しないイオンは、Kspの値が大きいため、Ksp > [M2+][S2-]となり、沈殿しません。

しかし酸性化でも沈殿できるイオンは、[S2-]が小さくても、それ以上にKspが小さいので沈殿が起こるというわけです。

・硫酸塩が沈殿となるもの

硫酸を馬鹿にするな

SO42- Ba Ca Sr Pb

アルカリ土類と鉛が沈殿って事です。「馬鹿に」の「に」はニッケルじゃないし、「するな」の「な」はナトリウムじゃないから注意が必要。まあナトリウム塩は全て水に可溶だから当たり前なのですが…

・過剰アンモニア水に溶解するもの

銀の角 ドアにアンモニア

Ag Cd Cu Zn Ni NH3

反応機構は、まず、アンモニアガスをこれらの金属イオンを含んだ水溶液に通じると、水酸化物の沈殿(AgはAg2O)の沈殿が生成して、その水溶液にアンモニアガスをさらに通じ続けると、これらの水酸化物はアンモニアによる錯イオンとOH^-イオンになって溶けてしまうという感じです。カドミウムが盲点になりやすいので注意しよう。

・塩化物イオンで沈殿するもの

狂ったピンクボーイはハゲの味

Cl- Pb2+ Hg+ Ag+

これなんですが…Hgが非常に曲者です。というのも、HgCl2(昇汞と言います)は溶けるのです。つまりHgイオンでも、2価のHg2+イオンでは塩化物は沈殿せず溶解するんです。

一方で、1価のHg+イオンは沈殿するのですが…1価のHg+イオンは[Hg―Hg]2+のように共有結合して二量体を形成するため、この塩化物沈殿はHg2Cl2と表示します!!またHg2Cl2は甘汞と言います。

というわけで、HgCl2の水溶液に、還元剤であるSnCl2を加えると、Hg2+は還元され、Sn2+はSn4+に酸化されて、白色のHg2Cl2を沈殿します。

2HgCl2 + SnCl2 → Hg2Cl2↓(白) + SnCl4

さらにSnCl2を加え続けると、更に還元が進んで、水銀の単体(微粒子)が遊離して黒色になります。

Hg2Cl2 + SnCl2 → 2Hg↓(黒) + SnCl4

 なおPbCl2は熱湯に可溶であり、AgClの沈殿を含む水溶液にアンモニアガスを過剰に通じ続けると、

AgCl + 2NH3 → [Ag(NH3)2]^+ + Cl^-

となって溶解します。これにより3つの塩化物沈殿を区別することができます。

・クロム酸イオンで沈殿するもの

赤褐色の銀のバナナ

Ag^+(赤褐) Ba^2+(黄) Pb^2+(黄)

Ag2CrO4 BaCrO4 PbCrO4

バナナは黄色いんですよ!!だから黄色沈殿と無理やり覚えましょう。

これらのイオン以外にも、クロム酸イオンCrO4^2+は、Cu^2+、Zn^2+、Fe^3+、Al^3+ 等とも沈殿します。しかしこれは重要ではないとのこと。