redox balance. MnO4^- + H2O → MnO2 + O2 (basic)

redox balance. MnO4^- + H2O → MnO2 + O2 (basic)

산화-환원 반응 완성하기. MnO4^- + H2O → MnO2 + O2

 

 

과망간산칼륨(KMnO4)은 산화제로 널리 쓰이는 시약이다.

염기성 용액에서 과망간산 이온은 물을 산화시키며 이산화망간으로 환원되는데, 이때의 화학 반응식을 완성하시오.

 

-----------------------------------------

▶ 산화-환원 반응 균형 맞추기 순서 설명 (염기성 용액)

http://ywpop.tistory.com/6321

-----------------------------------------

 

▶ 반응물

> 과망간산 이온 = MnO4^-

> 물 = H2O

 

 

▶ 생성물

> 이산화망간 = MnO2

> H2O → H2 와 H2O → O2 중, 물이 산화된다고 했으므로,

H2O → O2, 즉 O2가 생성물.

( H2O → H2: H의 산화수는 +1에서 0으로 감소, 환원됨. )

 

 

▶ 반응물과 생성물로 미완성 반응식을 작성하면,

MnO4^- + H2O → MnO2 + O2

---> 이 반응식을 완성해보자.

 

 

 

1. 반쪽 반응 나누기

산화: H2O → O2 (O의 산화수는 –2에서 0으로 증가, 산화됨.)

환원: MnO4^- → MnO2 (Mn의 산화수는 +7에서 +4로 감소, 환원됨.)

( MnO4^-의 산화수 설명 http://ywpop.tistory.com/9707 )

( MnO2의 산화수 설명 http://ywpop.tistory.com/9709 )

 

 

2. 질량 균형 맞추기

산화: 2H2O → O2 + 4H^+

환원: MnO4^- + 4H^+ → MnO2 + 2H2O

 

 

3. 전하 균형 맞추기

산화: 2H2O → O2 + 4H^+ + 4e^-

환원: MnO4^- + 4H^+ + 3e^- → MnO2 + 2H2O

 

 

4. 주고받은(이동한) 전자 수 같도록

산화: 2H2O → O2 + 4H^+ + 4e^- (×3)

환원: MnO4^- + 4H^+ + 3e^- → MnO2 + 2H2O (×4)

 

산화: 6H2O → 3O2 + 12H^+ + 12e^-

환원: 4MnO4^- + 16H^+ + 12e^- → 4MnO2 + 8H2O

 

 

5. 반쪽 반응 더하기

4MnO4^- + 4H^+ → 4MnO2 + 3O2 + 2H2O

 

 

6. H^+를 OH^-로 바꾸기 (∵ 염기성 용액)

4MnO4^- + 4H^+ + 4OH^- → 4MnO2 + 3O2 + 2H2O + 4OH^-

4MnO4^- + 4H2O → 4MnO2 + 3O2 + 2H2O + 4OH^-

4MnO4^- + 2H2O → 4MnO2 + 3O2 + 4OH^-

4MnO4^-(aq) + 2H2O(l) → 4MnO2(s) + 3O2(g) + 4OH^-(aq)

 

 

[키워드] redox MnO4^-, redox H2O