ウインクラー法における水酸化マンガンの沈殿条件を求める（復習）

練習問題（復習）

　ウインクラー法で試料処理するときに海水に水酸化ナトリウムを加えるとMn(OH)₂が沈殿する条件（pH）を求めてください

                            【原形】                                        【生成形】

                            Mn(OH)₂                         ⇆           Mn²⁺      +          2OH^－

G_f⁰ (kJ/mol)        －615.4                     　　　        －228                  －157.2×2

この反応の標準生成ギブズエネルギーの合計差は、　⊿∑G_f⁰ ＝ ΣG_f⁰_{【生成形】}－ΣG_f⁰_【原形】 = 73×10³ ( J/mol )

化学平衡の条件式（　ΔG_f⁰ ＝ －R・T・lnK　）に数値を代入。

 73×10³ ( J/mol )  = －8.314・298.15・ln（【Mn²⁺ mol/L】・【OH^－ mol/L】²／【固体の活量 (=1) 】）

ln【Mn²⁺】・【OH^－】² ＝ －29.45 　より、　【Mn²⁺】・【OH^－】² ＝ e^－29.45 ＝ 1.6×10^－13

海水のpH8であれば、【OH^－】= 10^－6 mol/Lだから、【Mn²⁺】= 1.6・10^－1 mol/L

アルカリ性のpH10にすれば、【OH^－】= 10^－4 mol/Lだから、【Mn²⁺】= 1.6・10^－5 mol/L

pH12にすれば、【OH^－】= 10^－2 mol/Lだから、【Mn²⁺】= 1.6・10^－9 mol/L　（ほとんど溶けない。水酸化マンガンとして沈殿する）