この教材で学ぶこと
到達目標
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沈殿反応の意味を説明できる
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代表的な金属イオンと沈殿の色を対応させられる
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過剰NaOHや過剰アンモニア水で溶ける沈殿を判断できる
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錯イオン形成と沈殿の溶解を関連づけられる
前提知識
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イオンの基本
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金属イオンの価数
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水酸化物イオン OH⁻
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アンモニア NH₃ の性質
1
沈殿反応とは
沈殿反応とは、水溶液中で反応が起こり、水に溶けにくい固体が生じる反応です。
生じた固体を沈殿といいます。
無機化学では、沈殿の色や、過剰の試薬で溶けるかどうかを利用して金属イオンを区別します。
沈殿反応は暗記事項が多いですが、「金属イオン」「加える試薬」「沈殿の色」「過剰試薬で溶けるか」をセットで整理すると覚えやすいです。
確認ポイント
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沈殿反応が難溶性物質の生成であることを説明できる
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沈殿の色が金属イオンの検出に使われることを理解できる
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沈殿が過剰試薬で溶ける場合があることを説明できる
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2
水酸化物の沈殿
金属イオンに水酸化物イオン OH⁻ を加えると、水酸化物の沈殿が生じることがあります。
沈殿の色は金属イオンの種類によって異なります。
特に Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺ はよく出題されます。
代表的な水酸化物沈殿
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金属イオン
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加える試薬
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沈殿
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色
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過剰NaOH
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Al³⁺
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NaOH水溶液
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Al(OH)₃
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白色
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溶ける
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Zn²⁺
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NaOH水溶液
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Zn(OH)₂
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白色
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溶ける
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Cu²⁺
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NaOH水溶液
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Cu(OH)₂
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青白色
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溶けにくい
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Fe²⁺
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NaOH水溶液
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Fe(OH)₂
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緑白色
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溶けにくい
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Fe³⁺
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NaOH水溶液
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Fe(OH)₃
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赤褐色
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溶けにくい
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注意：Al(OH)₃ と Zn(OH)₂ は白色沈殿ですが、過剰のNaOH水溶液に溶ける点が重要です。
注意：Fe(OH)₂ は緑白色ですが、空気中で酸化されて褐色っぽく変化することがあります。
確認ポイント
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Cu(OH)₂ が青白色であることを覚える
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Fe(OH)₃ が赤褐色であることを覚える
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Al(OH)₃ と Zn(OH)₂ が過剰NaOHに溶けることを説明できる
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3
アンモニア水を加えたときの反応
金属イオンにアンモニア水を加えると、水酸化物の沈殿が生じることがあります。
さらにアンモニア水を過剰に加えると、錯イオンを形成して沈殿が溶ける場合があります。
特に Ag⁺ と Cu²⁺ の反応は重要です。
アンモニア水との反応
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金属イオン
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少量のNH₃水
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過剰のNH₃水
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ポイント
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Ag⁺
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褐色沈殿
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溶ける
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[Ag(NH₃)₂]⁺ を形成
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Cu²⁺
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Cu(OH)₂ 青白色沈殿
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深青色溶液
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[Cu(NH₃)₄]²⁺ を形成
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Al³⁺
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Al(OH)₃ 白色沈殿
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溶けにくい
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NaOH過剰とは違う
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Zn²⁺
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Zn(OH)₂ 白色沈殿
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溶けることがある
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錯イオン形成
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確認ポイント
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Cu²⁺ に過剰アンモニア水を加えると深青色になることを説明できる
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AgClがアンモニア水に溶ける理由を錯イオンと関連づけられる
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4
ハロゲン化銀の沈殿
銀イオン Ag⁺ は、塩化物イオン Cl⁻、臭化物イオン Br⁻、ヨウ化物イオン I⁻ と反応して沈殿をつくります。
これらをまとめてハロゲン化銀といいます。
沈殿の色とアンモニア水への溶けやすさがよく問われます。
塩化銀の生成
Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl
AgClは白色沈殿です。
ヨウ化銀の生成
Ag⁺ + I⁻ → AgI
AgIは黄色沈殿です。
ハロゲン化銀の沈殿
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沈殿
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色
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アンモニア水への溶解
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AgCl
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白色
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溶けやすい
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AgBr
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淡黄色
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溶けにくい
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AgI
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黄色
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ほとんど溶けない
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注意：AgCl、AgBr、AgI は色が似ているため、白色・淡黄色・黄色の順で整理しましょう。
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5
沈殿反応の例題
沈殿反応の問題では、色だけでなく、過剰試薬で溶けるかどうかも問われます。
表を丸暗記するだけでなく、どの金属イオンがどの試薬で特徴的な変化を示すのかを意識しましょう。
例題：Cu²⁺を含む水溶液にNaOH水溶液を加えると、何色の沈殿が生じるか。
答え：青白色沈殿
Cu²⁺にOH⁻を加えるとCu(OH)₂が生じ、青白色沈殿として観察されます。
例題：Fe³⁺を含む水溶液にNaOH水溶液を加えると、どのような沈殿が生じるか。
答え：Fe(OH)₃の赤褐色沈殿
Fe³⁺はOH⁻と反応してFe(OH)₃をつくり、赤褐色沈殿を生じます。
例題：AgClにアンモニア水を加えるとどうなるか。
答え：溶ける
Ag⁺がアンモニアと錯イオン [Ag(NH₃)₂]⁺ を形成するため、AgClはアンモニア水に溶けます。
確認ポイント
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代表的な沈殿の色を答えられる
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過剰NaOHで溶ける沈殿を答えられる
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過剰アンモニア水で深青色になる反応を説明できる
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