【高校化学基礎】酸化剤と還元剤－過マンガン酸カリウムとシュウ酸のイオン式の作り方
ここでは過マンガン酸カリウムとシュウ酸の場合のイオン反応式をつくってみる。ちなみに過マンガン酸カリウムは硫酸を加えた水溶液中で酸化剤としてはたらく。硫酸は電離して $\text{H}^+$ ができるから，酸化剤のイオン反応式に出てくる $\text{H}^+$ はここから来てる。
シュウ酸ってはじめて聞いた。
日常生活ではあんまり馴染みないよね。医薬品の原料とか産業分野で使われているものだけど，ホウレンソウなどの野菜にも含まれている。
過マンガン酸カリウムとシュウ酸
[酸化剤] ${\text{MnO}_4}^-+8\text{H}^++5\text{e}^-\rightarrow\text{Mn}^{2+}+4\text{H}_2\text{O}$
[還元剤] $\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4\rightarrow2\text{CO}_2+2\text{H}^++2\text{e}^-$
酸化剤からやるけど左右の係数の関係をおさえていって。左辺に $\text{O}$ が 4 個あるから右辺の $\text{H}_2\text{O}$ も 4個。すると $\text{H}$ が 8 個あるワケだから左辺の $\text{H}^+$ も 8 個。$\text{Mn}$ の酸化数は ＋7 だから，右辺で ＋2 にするために電子を 5 個加える。
$\text{Mn}$ の酸化数が ＋7 になるの何ででしたっけ？
${\text{MnO}_4}^-$ は 1 価のイオンで酸化数 －1 になる。$\text{O}$ の酸化数は －2 だから 4 個あれば －8。つまり $\text{Mn}$ の酸化数に ＋7 にすれば $+7+(-8)=-1$ となって全体としてつじつまが合う。
$\underset{+7}{\underline{\text{Mn}}}\underset{-8}{\underline{\text{O}_4}}^-$ ⇒ $+7+(-8)=-1$
そうでした。
次に還元剤を考えるよ。シュウ酸 $\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4$ と $\text{CO}_2$ はイオンではない分子だから酸化数 0 になる。$2\text{H}^+$ があるから $2\text{e}^-$ を加えることで右辺全体の酸化数が 0 になる。
あとは $10\text{e}^-$ に合わせればいいですか？
そういうこと。
$\begin{aligned}2\text{MnO}_4+16\text{H}^++10\text{e}^-&\rightarrow2\text{Mn}^{2+}+8\text{H}_2\text{O}\\5\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4&\rightarrow10\text{CO}_2+10\text{H}^++10\text{e}^-\\\hline 2\text{MnO}_4+5\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4+6\text{H}^+&\rightarrow2\text{Mn}^{2+}+10\text{CO}_2+8\text{H}_2\text{O}\end{aligned}$
あと $\text{H}^+$ は左辺が 16 個で右辺が 10 個あるから差し引いて左辺に 6 個残せばよい。
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