酸化還元反応の半反応式の書き方で疑問が・・・

質問

酸化還元反応の半反応式は色々ありますが
式を立てるときに、「反応後の変化先」は
暗記しておかなきゃならないんでしょうか？
例えば　濃硝酸が酸化剤として働くときの半反応式は

　　 HNO(3)+e+H→NO(2)+H(2)O
この式でe-の出入りや両辺の総電価数の書き方は
理解できるんですが、なぜ
　　　　　　　　　HNO(3)→NO(2)
というふうに変化するのか理由がわかりません
これが希硝酸だったら
　　　　　　　　　　HNO(3)→NO
となりんですよね？・・・わかりません。
何か根拠があるなら是非教えていただきたいのですが

回答No.2

rei00 · ベストアンサー

>「反応後の変化先」は暗記しておかなきゃならないんでしょうか？
　これは「Yes」でもあり「No」でもあります。ある程度は暗記が必要ですが，次の様な考え方ができれば，暗記する量は減らせます（別の点での暗記量が増えるかもしれませんが・・・）。

　酸化還元反応ですから，酸化数が変化します。酸化剤の場合は，相手を酸化する変わりに自分自身は還元され，酸化数が減ります。逆に，還元剤では自分自身は酸化され，酸化数は増えます。

　酸化数が減るという事は構成原子のいずれかの価数が減る事であり，酸化数が増えるという事は構成原子のいずれかの価数が増える事です。

　この点に注目して考えます。通常，酸化数（価数）が変化するの酸素，水素以外の原子ですので，この原子が何価で存在しえるか，何価が安定か，これらが分かっていれば反応後に何になるかが考えられます。

　では，上で除いた水素と酸素を例にして具体的に書いてみましょう。

　水素は還元剤ですから反応後は酸化数（価数）が増えます。水素分子（H2）は 0 価で，これより価数が大きい安定な状態は水素イオン（H+）の +1 価です。したがって，「H2 → H+」であり，半反応式は「H2 → 2H+ ＋ 2e-」となります。

　酸素は酸化剤ですから反応後は酸化数（価数）が減ります。酸素分子（O2）は 0 価で，これより価数が小さい安定な状態は酸化物イオン（O2-）の -2 価です。つまり，「O2 → O2-」で半反応式は「O2 ＋ 4e- → 2O(2-)」と求まります。なお，オゾンの場合も同じで「O3 ＋ 2e- → O2 ＋ O(2-)」となるのは分かりますね。

　最後に，酸化剤にも還元剤にもなる過酸化水素ですが，酸化数の計算の基準が水素である事から，酸素の酸化数が変わります。つまり，酸化剤となる場合は，酸素の酸化数が H2O2 の -1 から減り -2（酸化物イオン，O2-）になると考えられます。結果，半反応式は「H2O2 ＋ 2H+ ＋ 2e- → 2H2O」です。逆に還元剤になる場合は，酸素の酸化数が H2O2 の -1 から増えて 0（酸素分子，O2）になると考えられ，半反応式は「H2O2 → O2 ＋ 2H+ ＋ 2e-」と求まります。

　お書きの硝酸の場合ですが，無理やり考えると次の様な考え方もできます。

　硝酸は酸化剤ですから窒素の酸化数が +5 から減少しますので，+4 の NO2 か +2 の NO になると考えられます。つまり，NO2 も酸化剤として働きえるわけです。

　濃硝酸の場合は，酸化剤の硝酸が充分にありますから NO2 が反応する必要がなく NO2 が生成物になると考えます。しかし，希硝酸の場合は酸化剤の硝酸が少ないため NO2 の反応して NO が生成物になると考えます。

　こう考えると，一応納得できますが，本当の所どうなのかは解りません（全くの出鱈目かもしれません）。

　さて暗記するのとどちらが解りやすいでしょうか・・・。

お礼

お返事送れてすいませーん！
むむむ！詳しい回答ありがとうございます
マジ難しいです・・・でもこの回答を読んで
原子に関する基礎的な事項がけっこうあいまいだな
と実感しました、この文章をプリントしてじっくり
基礎をもう一度見直そうとおもいます。
ありがとうございました！

回答No.1

oshiete_goo

＞「反応後の変化先」は 暗記しておかなきゃならないんでしょうか？
"YES"です.

もちろん，考えて判断できるものもあるでしょうが, 微妙な問題になると, 結局何から何ができる反応か, スタートとゴールをちゃんと指定しないと書けません. スタート地点で,『私はどこへ行くんでしょう』といわれても（ありそうな可能性が複数考えられるときは）タクシードライバーは困ります.　

普通の化学反応式でも出発点の物質は分かっていても, 生成物として複数の可能性が(数学的には)あることもありますが, 経験的には化学の場合, 考えている状況での最も主要な反応(dominantな反応)を反応式に書くので, 最終的な主要生成物がその状況で何なのか指定しないと複数の可能性のうち一つに絞れません.

もちろん, ご質問の状況では詳細な知識があれば答えられるのでしょうが, 一般的にはゴールを知らなければお手上げです.

お礼

どうもお返事有難うございます！
結構暗記も大変そうですねー
実際試験に出てくる反応式は
わからないわけですし、あと
結構基礎的な事項も抜けてるな
と最近きずいたんで、もう一度
最初の章から少し復習してみようかと思ってます
ありがとうございました！