酸化還元反応式 計算問題の解法

酸化還元反応で、よく試験で出題されるのが

酸化還元反応式からのmol計算や体積計算

中でも最も見かける問題をやってみます

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0.10mol/Lのシュウ酸20mLを硫酸酸性とした溶液に

過マンガン酸カリウム溶液を加え、過不足なく反応するのに40mL 要した。

過マンガン酸カリウムの濃度を求めよ。

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解法を順を追って確認してみます。

【手順①】 酸化剤と還元剤の発見

過マンガン酸カリウムは非常に有名な酸化剤。

シュウ酸は非常に有名な還元剤です。

酸化剤と還元剤の種類は、⇒ コチラを参照

【手順②】 イオン式の記入

それぞれ、次のようになります。

   MnO4-  + 8H+ + 5e- →  Mn2+  +4H2O ・・・①

   H2C2O4  → 2H+ + 2CO2  + 2e- ・・・②

【手順③】 電子e の係数を合わせる。

①を2倍、②を5倍する。

   2MnO4-  + 16H+ + 10e- →  2Mn2+  +8H2O ・・・①

   5H2C2O4                           → 10H+ + 10CO2  + 10e- ・・・②

【手順④】 加減法で足す

①と②を辺々足すと

    2MnO4 + 5H2C2O4 + 6H+ 2Mn2+ + 8H2O + 10CO2

となります。

ここまでくれば、あとは計算していきます。

シュウ酸 ・・・ 0.10mol/L の 20mL (0.020L) = 0.10×0.020  mol

過マンガン酸カリウム ・・・ x mol/L の 40ml (0.040l) = 0.040×x  mol

係数比率が

シュウ酸 : 過マンガン酸カリウム = 5 : 2

より、

0.10×0.020 : 0.040×x = 5 : 2

これを解いて、

x = 0.020 mol/L

となるわけです。

ポイントは、係数の比率を使って比例式を作ること。

試験頻出なので覚えておくと良いでしょう。

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