電極反応式に出てくるe、H、H2Oについて

質問

Cu^2+ ⇔ Cu…E＾0＝0.34Vの電極反応式を完成させると

Cu^2+ + 2e^- ⇔ Cu になると教わったのですが
「2e^- 」はどこから出てきたのでしょうか？

また、MnO4^- ⇔ Mn^2+ …E＾0＝1.51V の電極反応式を完成させると

MnO4^- + 8H^+ + 5e^- ⇔ Mn^2+ + 4H2Oになると教わったのですが
「8H^+ と5e^- そして右辺の4H2O」はどこから出てきたのでしょうか？

回答No.2

kokokina · ベストアンサー

どこから、というのが何をさしているのかいまいちわかりかねますが・・・
式的な話であれば、2e^-はCu^2+とのつじつま合わせのためです。両辺で電子数の数をそろえなくてはなりません。右辺に電子が2+（銅より）あるのであれば2e^-が必要だということです。
数学的にこれで打ち消せますよね。
下の式でも完全に同じ話です。物質は何もないところから生み出されることはありません。すなわち右辺にH2Oがあるなら、左辺にH^+を補わなくてはならないのです。

これが実験的な、つまり物質的な話であるなら大前提として酸化還元の式であることを理解する必要があります。つまり式は一本では成立せず、二本で１セットということです。
片方が電子を放出し、片方が電子を受け取るのが酸化還元ですから、e^-の存在理由はこれでお分かりでしょうか。
Cu^2+ + 2e^- ⇔ Cu
では電子を受け取っていますが、ではその電子はどこから？というのはもう一つ組み合わせられるはずの何らかの式なわけです。例えば
2H2O → 4H+ + O2 + 4e-
ですね。これは電子を放出しているのでこれで酸化還元の理屈が通ります。（本当はこんな組み合わせないですけど、たとえです）
また、
MnO4^- + 8H^+ + 5e^- ⇔ Mn^2+ + 4H2O
のHですが、これは上で述べたことと重なります。つまり水を物質的に作り出すには明らかに水素イオンが必要なわけですから、それをもってくるのですね。物質的に。

長文失礼しました

お礼

とても丁寧に詳しく説明していただき、助かりました。しっかり理解しておこうと思います。ありがとうございました。

回答No.1

phosphole

電極での反応なので、電子は電極から供給されます。当然、反対側の極では逆に電子が動くはずです。
プロトンは電解液から供給されるはずですし、水は電解液に混じるだけです。