酸化還元反応式のつくりかたで…

質問

わからないところがあります。
例えば過マンガン酸カリウムの硫酸酸性水溶液と過酸化水素の水溶液の酸化還元反応式があったとします。
これは
MnO4-→Mn2+とH2O2→O2
という変化するところだけ覚えればよく、それでイオン反応式までは書けることはわかっているつもりで、出来るつもりです。
しかし、その先のK+.H+.SO42-を加えて整理するというところがわかりません。なぜこれを加えるのか？一体どのくらいくわえるのか？どこに加えるのか？
これは暗記する事なのでしょうか？それともやり方や理由があるのでしょうか？教えてください

回答No.1

shkwta · ベストアンサー

イオン反応式は、水溶液中で実際に起こる変化だけを書いています。反応に関与しないK^+ などを加えて整理した形の化学反応式は、「物質」の変化を表わしています。

ここで「物質」とは、陽イオンと陰イオンを組にしたものです。組にする理由は、実在の物質は電荷がゼロであり、陽イオンだけでできた物質とか、陰イオンだけでできた物質というものが存在しないためです。

2MnO4^- ＋ 5H2O2 ＋ 6H^+ → 2Mn^2+ ＋ 5O2 ＋ 8H2O

ここまではできると思います。イオン反応式としてはこれで完成です。ここに何を加えて化学反応式にするかは、元の文から判断します。

＞過マンガン酸カリウムの硫酸酸性水溶液と過酸化水素の水溶液

過マンガン酸ナトリウムとか過マンガン酸マグネシウムではなく、過マンガン酸《カリウム》と書いてあるのだから、左辺の陰イオンMnO4^- と組になる陽イオンは K^+ と判断できます。K^+ は右辺でも変化せずに残っているはずです。そこで、MnO4^-の数にあわせて、両辺に 2K^+ を加えます。

2K^+ ＋ 2MnO4^- ＋ 5H2O2 ＋ 6H^+ → 2K^+ ＋ 2Mn^2+ ＋ 5O2 ＋ 8H2O

次に、《硫酸酸性》[硫酸を加えてH^+ を供給したという意味]と書いてあるので、左辺 6H^+ の相手は 3SO4^2- であるはずです。そこで、両辺に 3SO4^2- を加えると、

2K^+ ＋ 2MnO4^- ＋ 5H2O2 ＋ 6H^+ ＋ 3SO4^2- → 2K^+ ＋ 2Mn^2+ ＋ 3SO4^2- ＋ 5O2 ＋ 8H2O

どこに加えるかという点では、順番はどうでもいいのですが、ここではあとで組にしやすいように並べています。

対になる陽イオンと陰イオンを組み合わせると、

2KMnO4^- ＋ 5H2O2 ＋ 3H2SO4 → K2SO4 ＋ 2MnSO4 ＋ 5O2 ＋ 8H2O

となって化学反応式が完成します。
よくわからないときは補足してください。

回答No.2

noname#62864

硫酸に関しては、反応条件が「硫酸酸性」になっているからと言うことになるのでしょうが、その数に関しては反応式の「つじつまを合わせるため」と考えればよいでしょう。

反応式においてK+の由来はKMnO4のみですので、その数はMnと同じになります。
SO42-はK+をK2SO4とし、Mn2+をMnSO4とするのに必要な数だけ加えれば良いことになります。
つまり、反応式の右辺における唯一の陰イオン発生源になっていることに注目すればよいのです。

また、MnO4-→Mn2+とH2O2→O2に関しては両者の酸化数の変化に注目すれば、前者が２、後者が５の割合で起こることがわかります。
したがって、前者を２倍、後者を５倍したものを足し合わせて、それについて、前述のように適当な数のH2SO4を加えればよいことになります。

面倒な式で、覚えた方が楽かもしれませんが、個々の変化とH2SO4の役割を考えれば組み立てられると思います。