反応式の作り方

質問

塩基性下ではニクロム酸イオンがクロム酸イオンに変化するという有名な式で
Cr_2O_7^2-　＋　2OH^- ⇒　2CrO_4^2 + H2O

というのがありますよね。
言われば確かに係数はそうだし。
となるのですが暗記ではなく、知識として
「塩基下ではクロム酸イオンになる」

という考えのみを知っていた上で上記の式を導いていく方法のようなものがあるのでしょうか？

いつもOH^-がニクロム酸の方につくのかどうかでパニックになってしまい、白紙の状態からではよく忘れて
定番の
「あぁ。やったのに」
と落ち込んでいます。
ご指導お願い申し上げます。

回答No.2

noname#231998 · ベストアンサー

先ず、参考URLにあるように、「六価クロムは極めて強い毒性を持つ」ということは聞いたことがありませんか。
つまり、Crの酸化数を+6とします。
二クロム酸イオンはその名の通り、二クロム酸（酸の一種）が電離した（H^+を放出した）結果生じるイオンであるから陰イオンになります。
よって、二クロム酸イオンはCr2Oa^b-（aとbは整数）の形になります。
Crの酸化数は+6、Oの酸化数は-2、1≦b≦3（bは最大で3）であり、この条件を満たすのは、a=7、b=2 とした(+6)×2+(-2)×7=-2の場合であるから、二クロム酸イオンはCr2O7^2-となります。

また、クロム酸イオンも、同様に陰イオンになります。
クロム酸イオンの係数を二クロム酸イオン中のCrの数である2とすると、反応後は2CrOc^d-（cとdは整数）の形になります。
上と同様に、Crの酸化数は+6、Oの酸化数は-2、1≦d≦3（dは最大で3）であり、この条件を満たすのは、c=4、d=2 とした(+6)×1+(-2)×4=-2の場合であるから、反応後の（生成する）クロム酸イオンは係数を含むと2CrO4^2-となります。

そして、「二クロム酸イオンは、塩基下ではクロム酸イオンになる」ことから、二クロム酸イオンCr2O7^2-と水酸化物イオンOH^-の反応を考えるので、これらは化学反応式の左辺に来て、生成物であるクロム酸イオンCrO4^2-（係数を含むと2CrO4^2-）は右辺に来ます。
後は、次のように化学反応式を考えます。
Cr2O7^2- + xOH^- → 2CrO4^2- + 電気的に中性な物質
右辺の電荷の合計は(-2)×2=-4であるから、左辺の電荷の合計も-４
よって、(-2)×1+(-1)×x=-4→x=2
これから、
Cr2O7^2- + 2OH^- → 2CrO4^2- + H2O

参考URL：

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%AD%E4%BE%A1%E3%82%AF%E3%83%AD%E3%83%A0

お礼

六価のクロムの毒性は初見でした。
そういう雑学も含め、酸化数の考えと共に順序立てて理解するプロセスをお教えくださり本当にありがとうございます。
お陰様で内容理解に近づきました。
後はお教えいただいたことを他人に私の口から教えられるぐらい自分で何度もお教えいただいた内容を口に出して覚えられるように努力いたします。

今後ともご指導のほどよろしくお願い申し上げます。

回答No.1

skydaddy

下記にある二クロム酸とクロム酸の構造を知っていたら、平行反応式での付帯する化合物（水、水酸イオンなど）が判るので、式の両辺に必要がものが揃います。後は係数を合わせるとできあがりみたいな感じでどうでしょうか。

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%8C%E3%82%AF%E3%83%AD%E3%83%A0%E9%85%B8

お礼

ありがとうございます。