redox balance. MnO4^- + H2O2 + H^+ → Mn^2+ + O2 + H2O

redox balance. MnO4^- + H2O2 + H^+ → Mn^2+ + O2 + H2O

산화-환원 반응 완성하기. MnO4^- + H2O2 + H^+ → Mn^2+ + O2 + H2O

 

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▶ 참고: 산화-환원 반응 균형 맞추기 (산성 용액)

[ https://ywpop.tistory.com/4264 ]

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산화된 물질과 환원된 물질을 파악한다.

( 팁: 산 촉매인 H^+, 염기 촉매인 OH^-, 용매인 H2O는 제외시킨다. )

( 추가설명 https://ywpop.blogspot.com/2023/12/redox-balance-mno4-h2o2-h-mn2-o2-h2o.html )

 

MnO4^- + H2O2 → Mn^2+ + O2

 

 

 

MnO4^-에서 Mn의 산화수 = +7

Mn^2+에서 Mn의 산화수 = +2

⇨ Mn은 산화수 감소, 환원됨.

( MnO4^-는, 즉 KMnO4는 산화제 )

 

 

 

H2O2에서 O의 산화수 = –1

O2에서 O의 산화수 = 0

⇨ O는 산화수 증가, 산화됨.

( H2O2는 환원제 )

 

 

 

> 산화제: MnO4^- (환원된 물질)

> 환원제: H2O2 (산화된 물질)

 

 

 

∴ Mn goes from oxidation number +7 to +2

and O goes from oxidation number –1 to 0.

( 참고: 산화수 구하는 규칙 https://ywpop.tistory.com/2719 )

 

 

 

산화된 물질과 환원된 물질을 파악했으면,

산화 반쪽 반응과 환원 반쪽 반응으로 나누고, 균형을 맞춘다.

 

 

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(1) 각 반쪽 반응의 원자 수를 맞춘다.

( 질량 균형 맞추기 )

산화: H2O2 → O2 + 2H^+

환원: MnO4^- + 8H^+ → Mn^2+ + 4H2O

 

 

 

(2) 전자(e^-)를 사용하여 각 반쪽 반응의 전하 균형을 맞춘다.

( 전하 균형 맞추기 )

산화: H2O2 → O2 + 2H^+

(0) ≠ (0) + (+2) ⇨ (0) = (0) + (+2) + (–2)

⇨ 산화: H2O2 → O2 + 2H^+ + 2e^-

 

환원: MnO4^- + 8H^+ → Mn^2+ + 4H2O

(–1) + (+8) ≠ (+2) + (0) ⇨ (–1) + (+8) + (–5) = (+2) + (0)

⇨ 환원: MnO4^- + 8H^+ + 5e^- → Mn^2+ + 4H2O

 

 

300x250

 

 

(3) 두 반응의 전자 수가 같도록 곱한다.

( 주고받은(이동한) 전자 수 같도록 )

산화: H2O2 → O2 + 2H^+ + 2e^- (×5)

환원: MnO4^- + 8H^+ + 5e^- → Mn^2+ + 4H2O (×2)

 

⇨ 산화: 5H2O2 → 5O2 + 10H^+ + 10e^-

⇨ 환원: 2MnO4^- + 16H^+ + 10e^- → 2Mn^2+ + 8H2O

 

 

 

(4) 두 반응을 더한다. 완성.

( 반쪽 반응식 더하기 )

 

 

2MnO4^- + 5H2O2 + 6H^+ → 2Mn^2+ + 5O2 + 8H2O

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/5551 ]

2KMnO4 + 5H2O2 + 6HNO3 → 2Mn(NO3)2 + 5O2 + 2KNO3 + 8H2O

 

 

 

 

[ 참고 ] in basic solution,

2MnO4^- + 3H2O2 → 2MnO2 + 3O2 + 2H2O + 2OH^-

MnO4^-는 MnO2 고체로 환원된다.

[ 관련 자료 https://ywpop.tistory.com/7826 ]

 

 

 

 

산화: H2O2 → O2 + 2H^+ + 2e^-

> 1 mol H2O2 산화될 때, 2 mol 전자 이동.

---> H2O2의 당량수 = 2 eq/mol

 

환원: MnO4^- + 8H^+ + 5e^- → Mn^2+ + 4H2O

> 1 mol MnO4^- 환원될 때, 5 mol 전자 이동.

---> MnO4^-의 당량수 = 5 eq/mol

( KMnO4의 당량수 = 5 eq/mol )

 

 

 

 

[키워드] redox MnO4^- + H2O2, redox H2O2 + MnO4^-, H2O2의 당량수 기준, H2O2의 당량수 사전