化学反応が進む向きの例題（水酸化マンガンの沈殿と溶解）

上のMn(OH)₂溶解反応（Mn(OH)₂→　Mn²⁺＋2OH^-）において、平衡定数(K)の値が与えられていれば、反応が進む条件（溶解が進むか、沈殿が増えるか）を簡単に計算できます。

平衡定数K = 1.6×10^－13だから、

[Mn²⁺][OH^-]²   <  1.6×10^－13　であれば、溶解が進む（原形→生成形）。

[Mn²⁺][OH^-]²   >  1.6×10^－13　であれば、沈殿が増える（生成形→原形）。

例題１）温度25℃、pH9、[Mn²⁺] = 0.16 mol/Lのとき、水酸化マンガンは沈殿するでしょうか？　

[OH^-] = 10^-5 mol/Lだから、

[Mn²⁺][OH^-]² = 1.6×10^－1×10^－10　=  1.6×10^－11 (> K) なので、Mn(OH)₂の沈殿が生じる。

例題２）　温度25℃、pH9、[Mn²⁺] = 1.6×10^－5 mol/Lのとき、水酸化マンガンは沈殿するでしょうか？

[OH^-] = 10^-5 mol/Lだから、

[Mn²⁺][OH^-]² = 1.6×10^－5×10^－10　=  1.6×10^－15 (< K) なので、Mn(OH)₂の沈殿があれば、溶解が進む。

例題３）　温度25℃、pH11、[Mn²⁺] = 0.016  mol/Lのとき、、水酸化マンガンは沈殿するでしょうか？

[OH^-] = 10^-3 mol/Lだから、

[Mn²⁺][OH^-]² = 0.016×10^－6　=  1.6×10^－8 (> K) なので、Mn(OH)₂の沈殿が生じる。

例題４）　温度25℃、pH11、[Mn²⁺] = 1.6×10^－7 mol/Lのとき、水酸化マンガンは沈殿するでしょうか？

[OH^-] = 10^-3 mol/Lだから、

【ウインクラー法の捕捉】

　例題３）と４）より、溶存酸素測定の試水(100mL)に、濃厚なMn²⁺溶液(1.6 mol/L)を1mLだけ添加すると（Mn添加量は1.6×10^-3 molに相当）、試水中のMn²⁺濃度は約0.016 mol/Lになる。

　ここに、NaOH溶液(0.1 mol/L)を1mL添加すると、試水のOH^－濃度は約10^-3 mol/Lになる(pH11)。すると、Mn²⁺の溶解平衡濃度は 1.6×10^－7 mol/Lになるから、この濃度に低下するまでMn(OH)₂の沈殿が生じる。試水中に加えたMn量は1.6×10^-3 molで、生ずる沈殿量は1.59998×10^-3 mol　（＝1.6×10^-3 mol － 1.6×10^－7 (mol/L)×0.1 (L))である。ほぼ全てのMnが沈殿することがわかる。

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