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酸化剤・還元剤の化学反応式・・・
もうスグ化学のテストがあるんですが、恥ずかしいながらわからないことがあります。 例えば… Ｏ3 ＋ 2Ｈ＋ ＋ 2e－ → Ｏ2 ＋ Ｈ2Ｏ という化学反応式なのですが、両辺の e－ の合計をあわせるとはどういう意味なのでしょうか？
- tiroli1010
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左辺の水素イオンは陽イオンだから 電荷は「＋」 分子は電荷は0と考えていいから、 右に水素イオンが二個あるから電荷が「－」であるe－で差し引き0にするということ。 O3＋2H＋ → O2＋H2O ↑ ↑ ↑ ↑ （電荷）0 ＋2 0 0 （左辺） （右辺） O3 ＋ 2e－ ＋ 2H＋ → O2 ＋ H2O ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ （電荷）0 －2 ＋2 0 0 これでどうです？
その他の回答 (5)
既に＃５のお答えでお分かりのようですから、いつもの余談を。 化学式(反応式）の左右では、原子の数と電荷の和の両方が一致していることが求められます。 今回のご質問では、電荷の和は左右ともゼロでしたが、イオンだけを考えればいい場合などは、右辺も左辺も「プラス３」とか「マイナス１」とか、の式が現れます。 これらの場合、例えば左右両辺とも「プラス３」ならこの式には関係しないところに「(例えば)硫酸イオン(-2)」が3/2個あるんだが、反応全体で変化がないので「書いていない」と思ってください。 「マイナス１」の時もどこかにナトリウムイオン（+1）かカリウムイオン（+1）等々が(場合により）居るけど、関係ないので、書いていないのだな、と思ってください。
化学反応式において両辺の原子の数を合わせることはご存知ですね。 それと同様に、両辺の電子の数も合わせる必要があります。反応の前後で電子の数が増えたり、減ったりしないからです。 原子の数が変わらなければ、正電荷の元になっている原子核の陽子の数の合計も変化しませんから、負電荷の元になっている電子の数が変化しなければ、トータルとしての両辺の電荷も変化しません。 ご質問の反応式では、左辺の電荷は、２個のH+による＋２の電荷と、２個の電子による-2の電荷が現れており、それらを合計すると０になります。 O3においては原子核の電荷と、その周りの電子による電荷がつりあっているために、電荷の合計は０になっています。つまり、イオンになっていません。 一方で右辺においてもイオンはありませんので、いずれの分子においても原子核の電荷と電子による電荷がつりあっていることになります。 すなわち、両辺とも全体として電荷を持たないことになり、このことは両辺で電子の数の増減がないことを意味します（原子核の陽子数の合計が変化していないからです）。 要するに両辺の電荷を合わせるということは、反応に際して電子の数が変化しないということと関係します。 なお、ご質問の反応式においては左辺にe-と書かれている以外には、e-は出てきませんが、実際には原子核の周りにも電子(e-)は存在しますので、両辺の電子数が一致していることになります。 したがって、実際に考えるべきことは「両辺の電荷を釣り合わせる」ということです。 なお、式の中にe-が現れるということは酸化還元反応であることを意味します。
お礼
わからなかったことが、十分理解することができました!! 電子のe－を使う理由もわかりました。 ありがとう御座いました!!
- mamemameclub
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これは酸化還元反応の酸化剤の半反応式だったかな？ 半反応式の作り方がわからないようですね。 半反応式を覚えていないと酸化還元の分野は致命的。 教科書に主な半反応式が書かれているはずだからそれを覚えればよい。ただし覚えるのは反応前の物質と反応後の物質だけ。 例 I．（反応前）O3→O2（反応後） これだけ覚える。 II．両辺のO原子の数をH2Oで合わせる。 今の場合は右辺にO原子がひとつ足りないから右辺にH2Oをひとつだけ足す。 O3→O2＋H2O O原子の数が合った！ III．次に水素原子の数を水素イオン（H＋）で合わせる。 今の場合は左辺に水素イオンを２個足せば水素原子の数が合う。 O3＋2H＋→O2＋H2O するとここで電荷が偏りますよね？ （左辺）＋2→0（右辺） この電荷を等しくするために最後に… IV．e－を電荷をあわせるためにつける。 いまの場合左辺に＋２だから、左辺に2e－を足す。 そうすればプラスマイナス0で電荷が両辺ゼロになる。 Ｏ3 ＋ 2Ｈ＋ ＋ 2e－ → Ｏ2 ＋ Ｈ2Ｏ 終わり。。。。。 というプロセスの中でe－で合わせる事が必要になるだけです。 多分「両辺の e－ の合計をあわせる」 はIVの事をいっておられるのではないでしょうか？ 半反応式は慣れれば簡単ですよ♪
補足
意味はよくわかりました!!ありがとうございます。 しかし、 O3＋2H＋→O2＋H2O するとここで電荷が偏りますよね？ （左辺）＋2→0（右辺） っというのがよくわかりません… 電荷をどこを見ることによって偏るのかわかりません。 何度もすみません!!
- ti4989
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オゾンO3が酸素分子O2となって、酸素原子ひとつが水となっていますね。電荷はオゾンのときは±ゼロだったのが、水になると、水分子としては±ゼロの電荷ですが、水の内訳は、Hが＋１×２、Oが-２×１となっています。そのため、左辺にはHの供給源としてH+がふたつ必要ですが、それだけだと左辺のプラスが過剰になるため、その電荷を打ち消すようにｅ-がふたつ必要となります。 手順は、あまったＯを水でそろえる。 水であまったＨをＨ＋であわせる。 最後に電荷をｅ-であわせる。 どうでしょうか？
- pocopeco
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左辺のH+は、電子を１個失って＋に帯電してるのです。 右辺を見ると、電子の数は＋も－もありません。 なので、２H+が失っている２個の電子を2e－とあたえて、左辺での電子の＋－を０にしてるのです。 左辺と右辺の＋－の数が揃えばいいです。 ただし、e-はないので、左辺の－が多いときは右辺にe－を足してください。
お礼
とても丁寧に説明していただき、ありがとうございました!!よく理解することができました☆