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みなさん、こんにちは。かえるちゃんは受験生。
この番組は、受験生であるかえるちゃんが勉強したことを、自分の言葉でアウトプットするためのポッドキャストです。
今日は、科学の半反応式の作り方について話します。
えー、科学の酸化還元の分野で使うんですけど、酸化還元の分野の問題、基本的に
何が何をどれくらい酸化して、その量はどれくらいですかとか、その反応式が分かれば分かるっていうものが結構多いんですよ。
で、その酸化還元の科学反応式も、酸化剤でどうなるか、還元剤でどうなるかっていうそれぞれが分かれば、
えっと、オノズと数を合わせれば、科学式もできるので、今日は半反応式の話をしていきます。
まず簡単に酸化と還元って何?っていう話をしておくんですけど、
酸化が相手から電子を奪う、それが酸化剤ですね。
酸化剤は相手を酸化するものなので、電子を奪うものですね。
で、還元剤はその逆で、電子を違う相手に渡しちゃうやつ、それを還元すると言います。
中学の理科とかだと、酸素のやり取りを酸化還元って言ってたと思うんですけど、
高校からは電子のやり取りで議論をします。
では前置きはこれくらいにして、実際どうやって半反応式を作るかっていう話で、最低限覚えてなきゃいけないものは、
酸化還元反応が起こった後に何が何に変化するのかっていうのは覚えておかないといけないです。
例えば、カマンガン酸イオンが2カのマンガンイオンになるとか、2カの鉄イオンが3カの鉄イオンになるとか、
今これ酸化剤還元剤の順番で話したんですけど、それは最低限覚えておかないといけないです。
で、酸化剤か還元剤かっていう話は酸化数の変化を見れば最悪わかるので、とにかく何が何に変化するのかっていうのを覚えておきます。
で、ここからその変化する元の物質と変化後の物質を半反応式の左右の辺に書きます。
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今回はカマンガン酸イオンを例にしますね。
なので、これ酸化剤なんですけど、カマンガン酸イオンが左辺、2カのマンガンイオンが右辺になります。
で、今この状態ならマンガンの数は左辺と右辺で合ってるんですけど、
ものによっては水素とか酸素以外の酸化数が変わる元素の数が合ってないことがあるので、その場合はもうこの段階で係数で揃えます。
で、左右の物質の酸化数を書きます。
ここで一つの物質の中に複数の元素が入っていたりするので、そこは気をつけたいんですけど、
酸化数を左辺と右辺で書いたら、そうするとどんぐらい電子が変化しているのかっていうのがわかります。
カマンガン酸イオンだったら、プラス7で、それが2カのマンガンイオンになってプラス2になるんですね。
そうすると、5個減っている。
合ってますね。5減っているってこと、はい、です。
なので、減っているっていうことは、電子をもらっているっていう、逆なんですよね。
もらっているっていうことなので、左辺に電子を書きます。ここの例だと5個。
これは酸化剤とか還元剤の数に合わせて、まず書いてしまいます。
そして次に、この段階で左辺と右辺のそれぞれの原子の数と、あと電化の合計があっていればいいんですけど、
だいたい酸素とか水素の数が合ってないんですね。 今例に出しているカマンガン酸イオンも右辺に
酸素原子がない状態なので、これを合わせていきます。
だいたい酸素の数から考える方が楽で、今これ右辺に酸素が足りない。
なので、右辺にその分だけの水を足します。
ここでは今4つ足りないので、右に4つの水を足します。
で、そうすると今度右辺に水素原子が増えちゃったので、8個分の水素イオンとして左辺に水素イオンを足します。
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そうすると今これ、原子の数は合っている状態で、その後電化の場が左辺と右辺で等しいか確認して、
これで等しくなっているので完成なんですけど、
今、右辺に水を足しちゃったんですけど、これが液性によって何を足すか
とか、 そのカマンガン酸イオンが何に変化するかっていうのが変わるんですよ。
今これは酸性の場合を話したんですけど、
このカマンガン酸イオンは中性から塩基性だと酸化マンガンに変化するんですね。
2カのマンガンイオンじゃなくて。 そうするとちょっと式も変わってきます。
で、そっちの式は今扱わないんですけど、 一般的に中性塩基性化でノン酸化還元反応の時じゃあどうするの?
っていう話で、 えっと
その場合、 左辺に水素イオンを置くっていうことができないんですね。
なので、置けるのは水ってことです。 水か水酸化物イオンなんですけど、
なので、今は酸素、さっきは酸素の数を揃えるために右辺に水を足したんですけど、
塩基性化、中性化の場合は、右辺にOH-、水酸化物イオンを足します。
ちょっと必ずしもこれでうまくいくかわかんないんですけど、
そうすると左に水が出てくることが多いと思います。
とにかくその中性塩基性化ですって書かれていたら、 左辺にHプラスを置くっていうことはできないので、
水酸化物イオンと水で調整するっていうことになります。
ここまでで、大体の反反応式は作れるはずです。
注意したいのが酸化数が変化する物質は一つだけっていうことで、 あのいろんな物質をごちゃ混ぜに描かない。
ということです。 酸化還元反応で出てくる、よく出てくる物質は、
そんなに多くはないので、教科書に載ってるやつを覚えておけば大丈夫だと思います。
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それではここまで酸化還元反応の反反応式の作り方前半戦なんですが、
明日後半戦では、注意したい酸化剤とか還元剤について話します。
やっぱ闇雲に教科書を見て覚えるっていうのが私はちょっと苦手なので、
これはこうだよっていうちょっと、何だろう、 注意すべきところをピックアップして覚えていくのがいいかなぁと思うので、
明日はそれについて話します。 それでは本日はここまでです。ありがとうございました。