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高校化学「半反応式・酸化還元反応式の作り方」完全マスター講座!!

約 6 分

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半反応式・酸化還元反応式とは

フッ素(F2)と硫化水素(H2S)の酸化還元反応は、次の式で表すことができる。

この反応において、H2SはF2にHを与えて還元させているので「還元剤」、反対にF2はH2SからHを奪い取って酸化させているので「酸化剤」だね。

このように、酸化剤と還元剤を用いて酸化還元反応を表した式を「酸化還元反応式」という。

酸化還元反応式は、酸化剤に関する(仮の)反応式と、還元剤に関する(仮の)反応式を組み合わせることによって作られている。

この、酸化還元反応式を作る際に必要な酸化剤・還元剤に関する仮の反応式のことを「半反応式」という。

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半反応式の作り方

半反応式は、作り方を覚えて自分で作成できるようにならなくてはいけない。
苦手な人が非常に多いので、1から丁寧に解説していこうと思う。

これが半反応式を作る際の手順だ。
どんな半反応式でもこの5STEPで書くことができるので必ず覚えるようにしよう。
これ以降、例を使って実際に作成していく。

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二クロム酸カリウム

【STEP1】

酸化剤(還元剤)が何から何になるのかを書く

Cr2O72- → Cr3+

二クロム酸カリウムの半反応式では、Cr2O72-からCr3+になる。(繰り返すがこれは覚えること。「半反応式一覧」をみてね。)

【STEP2】

両辺について、OとH以外の原子の数を合わせる

Cr2O72- → 2Cr3+

左右で、Crの数を合わせる。

【STEP3】

両辺について、O原子の数を、H2Oを使って合わせる

Cr2O72- → 2Cr3+ + 7H2O

左右で、O原子の数をH2Oを使って合わせる。

【STEP4】

両辺について、H原子の数を、H+を使って合わせる

Cr2O72- + 14H+ → 2Cr3+ + 7H2O

左右で、H原子の数をH+を使って合わせる。

【STEP5】

両辺について、電荷を、電子(e)を使って合わせる

Cr2O72- + 14H+ + 6e → 2Cr3+ + 7H2O

左右で、電荷を電子(e)を使って合わせる。

シュウ酸ナトリウム

【STEP1】

酸化剤(還元剤)が何から何になるのかを書く

C2O42- → CO2

シュウ酸ナトリウムの半反応式では、C2O42-からCO2になる。(繰り返すがこれは覚えること。「半反応式一覧」をみてね。)

【STEP2】

両辺について、OとH以外の原子の数を合わせる

C2O42- → 2CO2

左右で、Cの数を合わせる。

【STEP3】

両辺について、O原子の数を、H2Oを使って合わせる

C2O42- → 2CO2

今回はすでに、左右でOの数が合ってるからここですることはない。

【STEP4】

両辺について、H原子の数を、H+を使って合わせる

C2O42- → 2CO2

今回はすでに、左右でHの数が合ってるからここですることはない。

【STEP5】

両辺について、電荷を、電子(e)を使って合わせる

C2O42- → 2CO2 + 2e

左右で、電荷を電子(e)を使って合わせる。

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酸化還元反応式の作り方

次は、酸化剤の半反応式と還元剤の半反応式を組み合わせてできる「酸化還元反応式」の作り方について説明していく。

酸化還元反応式の作成は、この3STEPに従って行っていく。

例題

硫酸酸性の二クロム酸カリウム水溶液にシュウ酸ナトリウム水溶液を加えたときの反応式を書け。

【STEP1】

「2つの式の電子(e)の数が揃うように調節する。」

今回は、シュウ酸ナトリウムの式に3をかけると2つの式の電子の数が揃うね。

【STEP2】

「2つの式を足し合わせる。」

そしたら、2つの式を足し合わせよう。

そうすると、両辺に6eが出てくるから、消去して、

【STEP3】

「反応物であるイオンの対のイオンを加えて、イオンを消す。」

この反応は、二クロム酸カリウム水溶液とシュウ酸ナトリウム水溶液の反応だ。
よって、この2つが左側(スタートの物質=反応物)にいなければならない。

従って、左辺に2K+と6Na+を加える。
(2K+はCr2O72-とくっつけてK2Cr2O2に、6Na+は3C2O42-とくっついて3Na2C2O4となる。)
しかし、勝手に左に加えて終わりにしてしまったらこの式は成り立たなくなってしまう。
そこで、右辺にも2K+と6Na+を加える。

その結果以下のようになる。

※今回は硫酸酸性の水溶液なので、H+の出所はH2SO4となる。ってことで、式中のH+にはSO42-をくっつける。

オレンジで囲んだところは最後にまとめてK2SO4と3Na2SO4にしよう。

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