遷移元素「銀・金・白金・クロム・マンガン・コバルト・チタン」の単体・化合物の性質や製法など

銀Ag

• 銀Agの性質・特徴について解説する。

単体

• 銀Agは、全ての金属単体の中で熱・電気伝導性が最大である。

酸化銀

• 酸化銀Ag₂Oに過剰のNH₃aqを反応させると、錯イオンであるジアンミン銀(Ⅰ)イオン[Ag(NH₃)₂]^＋が生成する。

\[ \mathrm{Ag_{2}O(褐色)\overset{過剰のNH_{3}aq}{→} [Ag(NH_{3})_{2}]^{+}} \]

参考：【錯イオン】色・配位数・形・価数・命名法を総まとめ

• また、Ag₂Oが生成するときの反応は次の通りである。

\[ \mathrm{Ag^{+} \underset{少量のNH_{3}aq}{\overset{NaOHaq}{\longrightarrow}} Ag_{2}O(褐色)} \]

• 銀イオンAg^＋に少量の塩基を加えると、褐色のAg₂Oの沈殿が生成する。
• 具体例として、硝酸銀AgNO₃と水酸化ナトリウムNaOHの反応を確認する。

\[ \mathrm{2AgNO_{3} + 2NaOH → Ag_{2}O + 2NaNO_{3} + H_{2}O} \]

硝酸銀AgNO₃・臭化銀AgBr

• 銀を含む塩で押さえておくべきは、硝酸銀AgNO₃とハロゲン化銀（臭化銀AgBr・塩化銀AgClなど）である。
• AgNO₃水溶液は光で分解してしまうため褐色ビンに入れて保存する。
• AgBrやAgClなどのハロゲン化銀は感光性をもち、写真のフィルムなどに用いられる。ハロゲン化銀を利用した写真の現像について詳しくは次のページを参照のこと。

参考：写真の現像（ハロゲン化銀の利用）

金Au

• 金Auの性質・特徴について解説する。

化学的性質

• 金Auの単体は、イオン化傾向が非常に小さく、化学的に安定である。
• したがって、王水（濃HNO₃：濃HCl＝1：3）でしか溶かすことができない。

参考：イオン化傾向（覚え方・定義・金属板の反応のしやすさ）

物理的性質

• 金Auは全ての金属単体の中で展性・延性が最大である。
• したがって、加工しやすいため多くの装飾品に使われている。
• 展性・延性について詳しくは次のページを参照のこと。

参考：金属結合（例・強さ・自由電子の役割など）

白金Pt

• 白金Ptは金Auと同様、イオン化傾向が小さく安定している。
• したがって、Ptの単体を溶かすときにもAu同様、王水が必要となる。
• また、Ptは工業用の触媒として用いられることがある。特にオストワルト法の第一段階で利用されていることは頻出である。

参考：硝酸の工業的製法「オストワルト法」（触媒・覚え方・仕組み・反応式など）

マンガンMn

• マンガンを含む化合物として、過マンガン酸カリウムKMnO₄と酸化マンガン(Ⅳ)MnO₂が有名である。

過マンガン酸カリウムKMnO₄

• 過マンガン酸カリウムKMnO₄の水溶液は赤紫色で、強力な酸化剤としてはたらく。
• ただし、酸性下では淡桃色（薄ピンク色）のMn^2＋になるのに対して、中性・塩基性下では黒色のMnO₂が生成する。

\[ \begin{align}&\mathrm{酸性下：MnO_{4}^{-} + 8H^{+} + 5e^{-} → Mn^{2+} + 4H_{2}O}\\
&\mathrm{中性・塩基性下：MnO_{4}^{-} + 4H^{+} + 3e^{-} → MnO_{2} + 2H_{2}O} \end{align}\]

酸化マンガン(Ⅳ)MnO₂

• 酸化マンガン(Ⅳ)MnO₂は酸化剤や触媒としてはたらく。

酸化剤

• 酸性下において、酸化マンガン(Ⅳ)MnO₂は酸化剤としてはたらく。
• 例として、MnO₂と塩酸HClによる塩素Cl₂の発生反応を確認する。

\[ \mathrm{MnO_{2} + 4HCl → MnCl_{2} + Cl_{2} + 2H_{2}O} \]

参考：塩素の製法（洗気びんの順番の理由・覚え方など）
参考：酸化剤・還元剤（違い・見分け方・例・一覧など）

触媒

• 酸化マンガン(Ⅳ)MnO₂は、”触媒”として過酸化水素H₂O₂や塩素酸カリウムKClO₃の分解を促進する。

\[ \begin{align}&\mathrm{2H_{2}O_{2} → O_{2} + 2H_{2}O}\\
&\mathrm{2KClO_{3} → 3O_{2} + 2KCl} \end{align}\]

• その結果、酸素O₂が発生するため、これらの反応はO₂の製法として知られている。

参考：気体の製法（反応式・原理・注意事項など）

コバルトCo

• 塩化コバルト(Ⅱ)CoCl₂無水物は水分を吸収すると青色から淡赤色に変化する。

\[ \mathrm{CoCl_{2}(青色)\overset{水}{→}CoCl_{2}・6H_{2}O(淡赤色)} \]

• この性質を利用して、硫酸銅と同様に水分の検出に用いられる。