酸化剤・還元剤のモル計算
酸化還元反応では、受け取る電子の mol と 放出する電子の mol が等しいです。
酸化還元反応において、酸化剤と還元剤は一定の物質量の比で反応します。これを利用すると、中和滴定と同じような操作で、酸化剤や還元剤の物質量や濃度を求めることができます。このような操作を酸化還元滴定といいます。
硫酸酸性のもとで過マンガン酸カリウム KMnO4 とシュウ酸(COOH)2 が反応するときを考えてみましょう。
まず、それぞれの半反応式を書いてみます。KMnO4 は水溶液中でK+ と MnO4ー に分かれていて、酸化還元反応に関わるのは、MnO4ー だけなので以下のように書きます。
MnO4ー + 8H+ + 5eー → Mn2+ + 4H2O ・・・(1)式
(COOH)2 → 2CO2 + 2H+ + 2eー ・・・(2)式
ポイントは 係数比=モル比 です。2つの式を見ると、1mol の MnO4ー が 5mol の電子eー を受け取ることはすぐにわかります。MnO4ー と eー の係数が、1:5だからです。ということは、(COOH)2 は 5molの電子eー を放出することになります。ここが最も大事なところと言えますが、少しわかりにくいかもしれません。
くり返しになりますが、酸化還元反応では、受け取る電子の mol と 放出する電子の mol が等しい です。「MnO4ー が 5mol の電子eー を受け取った」ということは、そのまま「(COOH)2 が 5molの電子eー を放出した」を表します。受け取った電子の数と放出した電子の数が等しくなければ、電子がどこかにいってしまったことになり、おかしな話になってしまいます。
すなわち、(2)式の 2eー は5mol です。(COOH)2と eー の係数は 1:2です。よって、(COOH)2は、2.5mol と決まりました。
1molの KMnO4 と反応する(COOH)2は2.5mol です。すなわち、KMnO4 と(COOH)2の物質量の比は2:5ということになります。
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