[化学基礎]酸化・還元と酸化数▼酸化の式を立てる - 酸化還元反応

間違とっても知らんでー

酸化・還元と酸化数

例えば、硫化水素と塩素の反応。

H₂S + Cl₂ → 2HCl + S

ここで登場した元素の酸化数を計算していくと、

【左辺】

• H…+1
• S…-2
• Cl…0(単体のため)

【右辺】

• H…+1
• Cl…-1
• S…0(単体のため)

つまり、Sを見ると、左辺→右辺で酸化数が増加している。このとき、Sは酸化されたと言うことになる。

逆に、Clは、左辺→右辺で酸化数が減少している。このとき、Clは還元されている。

さらに、このとき、H₂Sと言う分子は、相手(Cl₂)を還元している。相手を還元するH₂Sのような物質を「還元剤」という(※H2SのS自身は酸化しているからややこしい)。

酸化の式を立てる

過マンガン酸カリウム(酸性)の反応の式を立てる

MnO₄^- +                         → Mn²⁺

まずこの部分は覚える。最初に、酸化数を導き出す。左辺のMnO₄のMnの酸化数は、O₄が-2×4、全体で-1なので-2×4+x=-1と考えてx=+7である。
次に右辺のMn²⁺の酸化数は、もちろん+2である。
次に、電荷をそろえる。
この状態では、左のMnの酸化数から-5すると右のMnの酸化数になる。
つまり、反応時に電子e-が5つ必要と言うことだ。だから、これを左辺に書きこむと、次のようになる。

MnO₄^- + 5e-                     → Mn²⁺

最後に、原子の種類と数をそろえる。
この時、右辺にOが必要な場合は、H₂Oを加える。この場合も、H₂Oが必要なので、次のように変形する。左辺にO原子が4つあるので、H₂Oも7個加える。

MnO₄^- + 5e-                     → Mn²⁺ + 7H₂O

後足りないのは左辺のH原子だ。ここのときは、左右で電荷をそろえるためにH+を用いる。すると、次のようになる。

MnO₄^- + 5e- +  8H⁺ → Mn²⁺ + 7H₂O

これで完成。

つまり、手順としては、

① 酸化数を計算

② 電荷(電子)をそろえる

③ 原子の種類及び数をそろえる

(Oが必要な場合はH₂Oを加える)

ということになる。