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(7752) 酸化還元反応
さえ
2004/11/09(火) 22:14

初めまして。高1のさえと申します。
化学で酸化還元反応の実験を行いました。レポートを書くにあたっていくつか疑問があり、資料にも目を通したのですが、まだわからない事があるので質問させて下さい。

@過マンガン酸カリウムとシュウ酸の反応、ニクロム酸カリウムと硫化水素の反応、硫化鉄(U)と過酸化水素水の反応、過マンガン酸カリウムと過酸化水素水の反応で、硫酸を加えて硫酸酸性にするのはなぜでしょうか?

A@の疑問から追実験をおこなってみました。過マンガン酸カリウムとシュウ酸の反応、過マンガン酸カリウムと過酸化水素水の反応において、硫酸を加えずに実験をしました。前者は加えたときと同じ反応を起こし、後者は違った反応を起こしました。実験ごとに硫酸の果たす役割は違うのでしょうか?また、過マンガン酸カリウムとシュウ酸の反応では、硫酸を加えても加えなくても同じ反応が起こったことについて、この2つの溶液に何か違いはあるのでしょうか?

長くなってしまいましたが、よろしくお願いします。


(7824) (Re:7752)
Re:酸化還元反応
IRON28
2004/11/13(土) 00:07

#7752 さえ さんこんばんは

ご質問の答えは実験後どうなったかを教えてもらわないと分からないものば
かりです。 なお、硫酸酸性にすることの意味ですが、過マンガン酸カリウム
もニクロム酸カリウムも酸性下で強い酸化作用が発現しますので、「酸化作用
誘発のため」ということです(過マンガン酸カリウムはアルカリ下でも
酸化作用がありますが)。

>@過マンガン酸カリウムとシュウ酸の反応、
硫酸酸性下の反応には2種類知られております。
 1)硫酸が比較的濃い場合
     2KMnO4 + 3H2SO4 + 5(COOH)2 = K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2 + 8H2O
2)硫酸が薄い場合 
     2KMnO4 + H2SO4 + 3(COOH)2 = K2SO4 + 2MnO2 + 6CO2 + 4H2O  
 1)と2)とでは反応終了後の様子が大変違います。1)の場合、もし
過マンガン酸イオン(濃い紫色)が残っていないなら 液はほとんど透明に
なり(かすかなピンク色)になり、かつ沈殿ができません。過マンガン酸イ
オンが残っていると液は赤紫色で、沈殿はできていないはずです。2)でも
過マンガン酸イオンが残っていると上澄み液は赤紫色ですが、こんどは二酸
化マンガンの黒い沈殿ができているはずです。で、実験結果はどうなって
いましたか?
>過マンガン酸カリウムとシュウ酸の反応(硫酸なし)
 実験終了後どうなりました?。液の色とか沈殿ができたかできないとか。

>ニクロム酸カリウムと硫化水素の反応(硫酸酸性下)
基本的には酸性下のニクロム酸カリウムの強い酸化作用によってH2Sが酸化
されることですが、イオウがどこまで酸化されるか(酸化数がいくらになる
か)決めにくいです。おそらく単体のイオウで止まるような気がします。
 K2Cr2O7 + 4H2SO4 = K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 4H2O + 3(O)
3H2S + 3(O) = 3H2O + 3S
---------------------------------------------------------------
 K2Cr2O7 + 4H2SO4 + 3H2S = K2SO4 + Cr2(SO4)3+ 7H2O + 3S
この反応が起きたなら液は緑色になりかつ薄黄色(あるいは白く見えるかも)
 の沈殿ができるはずなのですが、どうでしたか?

>硫化鉄(U)と過酸化水素水の反応(硫酸酸性下)
この場合の硫酸の役割は酸化作用の誘発ではなく硫化鉄を溶かすことです。
  FeS + H2SO4 = FeSO4 + H2S(臭いガス)
この後,出て行かなかったH2Sが次の反応を起こす可能性があります。
     H2S + H2O2 = S + 2H2O
これが起きたらたらイオウの薄黄色い沈殿ができるはずなのですが、実際
はどうでしたか? また次の反応が起こる可能性もあります。
   4FeSO4 + 2H2O2 = 4Fe(OH)SO4
この場合は赤茶色の沈殿ができますが、実際どうでしたか?

>過マンガン酸カリウムと過酸化水素水の反応(硫酸酸性下)で
酸化剤同士の競争みたいですが、実験後は溶液がどんな色になりました?
また何か沈殿ができましたか。

そもそもなぜこんなに多くのケースの実験をやったのしょうか。先生は何と
おっしゃってましたか?。実験の前どんな反応が起きるか予想されましたか?





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