初期反応:
* 水色の沈殿物の形成: 最初に、cuso₄溶液にアンモニアを添加すると、銅(II)水酸化物(cu(OH)₂)の淡い青色の沈殿物が生成されます。これは、アンモニアと水と水酸化物イオン(OH⁻)を形成する反応によるもので、Cu²⁺イオンと反応して不溶性水酸化物を形成します。
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cuso₄(aq) + 2nh₃(aq) + 2h₂o(l)→cu(oh)₂(s) +(nh₄)₂so₄(aq)
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アンモニアの追加:
* 沈殿物の溶解: より多くのアンモニアが追加されると、沈殿物が溶解し、深い青色の溶液を形成します。これは、アンモニア分子がリガンドとして作用し、銅(II)イオンと調整してテトラアミン誘発性(II)複合体イオン、[Cu(NH₃)₄]²⁺を形成するためです。この複合体は水に溶けます:
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cu(oh)₂(s) + 4nh₃(aq)→[cu(nh₃)₄]²⁺(aq) + 2oh⁻(aq)
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さらなる反応:
* 平衡: テトラミン誘発性(II)複合体の形成は平衡反応です。より多くのアンモニアが追加されると、平衡は複合体の形成に向かってシフトし、より深い青色につながります。
* 他の複合体の形成: 非常に高いアンモニア濃度では、[cu(nh₃)₃(h₂o)]²⁺や[cu(nh₃)₂(h₂o)₂]²⁺などの他の複合体も形成できますが、これらはあまり顕著ではありません。
重要な観察:
* 色の変化: より多くのアンモニアが追加されると、最初の水色の沈殿物は深い青色の溶液に道を譲ります。
* 複合体の形成: 深い青色の色は、テトラミン誘発性(II)複合体イオンの特徴です。
要約:
アンモニアと硫酸銅(II)の反応は、沈殿物の形成、その後の複雑な形成による溶解、および平衡の確立を含む多段階プロセスです。最終溶液の深い青色の色は、テトラミン誘発性(II)錯体イオンの形成を示しています。