あー
途中で投下しちゃいました。。笑
問6ですが
問6に限らず基本的に反応式が書けないとこの問やってくのは不可だと思います…
私も0の状態から解いてみましたが
過マンガン酸カリウムも硫酸鉄も一部単元でしか出てこない割とマイナーな物質なので
どっちが酸化するか還元するかすらわからん始末でした。。
(とはいえ過マンガン酸カリウムは酸化還元のところで超重要物質です! )
よく考えたらFe²⁺から3+に酸化することに気づけば酸化還元反応ぐらいはいけたかもしれません。
鉄が還元して金属Feになることは溶液中ではありえないことですから。
さて、改めて問6ですが
クーロン量が出てるのでファラデー定数を使って
反応式した電子のモル数を計算することができます。
でも反応式がわからなければ
このモル数の電子に対して
何molのMnO₄⁻が反応するかわからないので、ここでお手上げになります。
というわけで問1の解説から反応式を借りてきまして…笑
ファラデー定数を使って反応した電子のモル数がわかれば
反応式から反応するMnO₄⁻のモル数がわかります。
ここでは5個の電子に対してMnO₄⁻は1個反応て感じですね。
なので反応した電子のモル数の1/5のモル数のMnO₄⁻が反応します。
最初過マンガン酸カリウムK⁺MnO₄⁻を0.1mol入れているのでそこから引き算でモル数を引いて
溶液量は変わらず200mLなのでモル濃度を出せば何とかなるかと思います。
そうなんですよね。
ただ、まったく別の式じゃないといけない！
というわけでもないんです。
硫化鉄と過マンガン酸カリウムは実は電子のやりとりしかしてないので。
つまりマンガンと鉄で化合物を作ったりしてないって意味です。
ということは電子のやりとりさえできれば
反応は進むことになって
この問のように溶液自体をわけていても電子さえ動かせる状態なら同じ反応を離れたところでもおこせます。
で、大切なのは硫化鉄の中でどのような酸化反応がおこるか
過マンガン酸カリウムの中でどのような還元反応がおこるか
ということになり
問1の解説の方に書いてある
普通の半反応式をさらに分解した電子を含んだ反応式を使うことになります。
頭の中がどんどんぐちゃぐちゃになる笑
ですよね。
私今電気化学のとこちゃんとまとめようと思ってるんですけど
ノートが60ページをこえてまだ少し増えそうなんです。
意外と奥が深くてですね…
この問題も単純に負極で金属が溶けて
正極で金属が析出してくれたらもっともっと考えるのが楽なんですが…
1の半反応式はかけたんだけど問6では使えないと思う…
問1の反応は硫酸鉄と過マンガン酸カリウム水溶液を反応させた式だけど問6はそれぞれの溶液がa室とb室に分かれて存在しているだけでそれぞれ電気分解するわけだから別の化学反応式が必要だと思うんだけど、、、