Question

ゆゆ

化学基礎 酸化還元反応の化学反応式のつくり方です。

写真の「省略されていたイオンを加える」のからの過程がよく分かりません。2KMnO4と3H2SO4はどこから出てくるのか教えていただきたいです。また「右辺を整える」で答えとなる式が出るまでの解説もお願いします。

よろしくお願いします。

紫色を示す。
の酸化剤と還元剤の半反応式を示す。
酸化剤:KMNO。還元剤:(COOH)2
酸化剤 MnO4- + 8H* + 5e
Mn?+ + 4H20
(15)
還元剤(COOH) 2
2授受する電子の数を等しくする。
2CO2+ 2H+ + 2e
(16)
(15)式を2倍,(16)式を5倍して加える。
2MnO4+ 16H* + 10e
2Mn?+ + 8H2O
(17)
6H*
+)5(COOH)2
10CO2+ 10H*+ 10e (18)
2MNO+ 6H+ + 5(COOH)2
2Mn?+ + 8H2O+ 10CO2 (19)
ト
3左辺(反応物)に注目して,省略されていたイオンを加える。
2MnO.-は 2KMnO, から, 6H* は3H;SO, から生じるイオンなので, 両辺
に2K*, 3SO,- を加え,左辺を整える。
2MnO。-+ 6H++5(COOH)2
2Mn?+ + 8H2O+10CO2
(20)
ト
3SO,-
2KMNO4+3H2SO,+5(COOH)2
水* 3s0
2K* 3SO-
2K+
2Mn?++8H20+10C02+2K*+3S0,?-
ト
(21)
の右辺を整える。
2Mn?+ と 2SO.2- から 2MnSO。, 残った 2K* と S0-から KSO』 をつくる。
2KMNO4+3H2SO4+5(COOH)2-2MnSO4+8H20+10CO2+K2SO,(22)

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

達吉

少し不備があったので送り直します！

そもそもの話ですが、この反応は、KMnO4（過マンガン酸カリウム）と、(COOH)2（シュウ酸）と、H2SO4（硫酸）の3つの物質が混ざることで違う物質が生まれるっていう反応です。
（硫酸は、酸化還元反応には関わりませんが、これがないと反応が起きないので必要な物質です。簡単に言うと、KMnO4と(COOH)2と反応を助けてる物質だって感じです。）

なので、最終的には、KMnO4と、(COOH)2と、H2SO4の3つの物質を足し合わせることで、ほかの物質が生まれますよっていう反応式を作る必要があります。
（※物質同士の反応なので、最終的な式に、イオンが含まれていることはないです！）

ただ、KMnO4と(COOH)2とH2SO4の反応式を一発でどーんと作るのは難しいです。（語彙力なくてすみません笑）

そこで工夫をして式を作ります。

どういう工夫か？→実際に反応を起こしているとこだけの式を作ってから、最終的な式を出します。

詳しく説明します。

実際に反応が起きているのは、KMnO4から生じるMnO4-と、H2SO4から生じるH+、そして、(COOH)2の3つです。

なので、MnO4-とH+と(COOH)2を足し合わせると別のものができますよって式を作ります。（19）

ただ最初に言ったように、最終的には、KMnO4と、H2SO4と、(COOH)2の3つの物質を足し合わせることで、ほかの物質が生まれますよっていう反応式を作る必要があります。

なので、質問者さんがおっしゃる、「省略されていたイオンを加える」過程で、MnO4-をKMnO4に、H+をH2SO4に戻すということをしています。

なので、
「2KMnO4と3H2SO4はどこから出てくるのか」という質問は、「式を出しやすくするために省いたものを、元に戻したため。」と言えます。

そして、（20）の式で元に戻す作業をしてます。

元に戻さなければならないもの（MnO4-とH+）は基本的に左辺に出てくると思います。
なので必要な分のK+とSO4^2を両辺に足してください。（左辺に足した分、右辺にも足さないと関係がずれる。）

こうして（21）の式が出てきますが、最初に※で断ったように、物質同士の反応なので、最終的な式に、イオンが含まれていることはないです！

なので、（21）の右辺のイオン同士が結びつかないか考えてください。基本的には±が合ってうまいこと行くはずです。

そして（22）の式で完成という感じです！

ゆゆ

なるほど！
とても分かりやすくて理解できました！
ありがとうございます🙇‍♂️✨

達吉

いえいえ！勉強頑張ってください！