酸化還元反応班

概要

酸化還元反応の中で有名なもの(化学を学ぶ人の間で)を少し改変した実験を行う。

試薬

液体：過酸化水素水（H2O2, 35%）
粉末：過マンガン酸カリウム(KMnO4)

使用器具

10mlピペット　１本
三角フラスコ１００ml　1個
薬さじ　１本

実験手順

三角フラスコに過マンガン酸カリウムをひとかけ入れる
↓
過酸化水素水を10mlほど入れる
↓
水蒸気と酸素が噴き出す

原理説明

過酸化水素自体が酸素２原子の結合(sp混成軌道)が不安定で分解し酸素が発生しやすいが、

酸化剤(他の物質から電子を奪い、相手を還元させる)の過マンガン酸カリウム入れることで酸化還元反応と過酸化水素の分解反応が同時に起き、次のような反応が起きる。
酸性条件ではないのでマンガンは７価から４価になる。
MnO4- +3e- +2H2O →MnO2 + 4OH-
過酸化水素は還元剤としてはたらく
H2O2 → O2 + 2e- + 2H+
以上の式からイオン反応式を作ると
2MnO4-  + 3H2O2  →  2MnO2  +  3O2↑  +  2H2O  +  2OH-

この酸化還元反応４価のマンガンは二酸化マンガンとなる、これが触媒となる
MnO2
2H2O2 → 2H2O + O2↑
これらの反応は電子やイオンが激しく移動し熱を発するため、水が水蒸気となり酸素と一緒に外へ吹き出してゆく。また、三角フラスコ内に残った黒い玉状の物体は二酸化マンガンである。

参考文献
化学の新研究　卜部吉庸

参考動画
東海オンエア　はじめてのかがくじっけん(ハードモード)
https://www.youtube.com/watch?v=o2f302G3hfA

おがさんの化学教室　過マンガン酸カリウムと過酸化水素
https://www.youtube.com/watch?v=w6QIVW2ZVe4

KCC Quiz 酸化還元反応編
Q1.過酸化水素は酸化剤にも還元剤にもなりますが、以下の選択肢からどちらにもなれる物質を選びなさい
①シュウ酸　②二酸化硫黄　③塩化スズ(Ⅱ)　④オゾン

Q2.イオン化傾向が一番小さいものを選んでね
①銅　②亜鉛　③スズ　④ナトリウム

Q3.車のバッテリーに使われる蓄電池はどれか
①ニッケル・水素電池　②リチウム・硫黄電池　③鉛蓄電池　④レドックス・フロー電池

Q4.この原稿を書いている時のBGMとして正しいものを選びなさい
①天之弱②たべるんごのうた③ジョジョ３〜６部の処刑用BGM　④命の灯火(大乱闘スマッシュブラザーズSPECIALのメインテーマ)

正解Q.1② Q.2① Q.3③　Q.4全て