GOALOOKの塾長@京大生のBlog

京都で学習塾を経営している現役京大生のブログです。主に教育について、勉強法から僕の教育思想まで、つらつらと書いていきます。

【化学】酸化数の考え方・半反応式の作り方

 

イオンってよく分からないですよね。原子核の周りを電子が飛んでる?そもそもホントなんこれ?みたいな。

と思ってたら高校化学の頻出(というかこれを外してはほとんど化学とは言わない)分野である『酸化・還元』に突入します。

いやいや、待って。とか思ってたらまたすぐに言われるんです。よく分かんなくてもとりあえず覚えて、と。覚えたら点数取れるから、と。

そう、『半反応式』ってやつ。

ほとんどの高校ではコレさえ覚えたら定期テストでそこそこの点数が取れてしまう。

そんなことするから化学のオモシロさなんて分からないまま苦手意識だけが積もっていき、挙げ句の果てには嫌いになってしまう。

なんて悲しいんだ...。

 

とまぁ今日はそんな嘆きは置いといて、その『半反応式』とやらの作り方をわかりやす〜くお教えします。

 

さて、まずは半反応式とは何ぞ。というところから。

酸化とか還元というのは、要するに原子から電子を奪ったり、逆に電子を与えてやったりすることです。

たとえばみんな大好きナトリウム(ポカリに入ってるアレ)なんかは、もともと原子核(原子の中心)にプラスの電気を持つ陽子って粒を11個持っています。

そしてその周りを同じく11個の電子(マイナスの電気を持つ粒)が飛び回っているわけです。

だから原子は電気的には中性。プラマイゼロ。

この状態では電子は増えても減ってもない。つまり酸化数=ゼロ

そう、酸化数ってのは電子が増えた/減った数のこと。

じゃあこのナトリウムから電子を1個取ってやればどうなるでしょう?

真ん中にプラスの陽子が11個、その周りのマイナスの電子は10個に。

合計でプラス1。そう、酸化数=+1。

わかりましたか?電子を1個取ってやる。これが『酸化』です。

 

そしてこの酸化を、反応物(もとの物質)と生成物(反応後の物質)に分けて書いたのが『半反応式』

じゃあじゃあ、その半反応式ってどうやってつくるの?という疑問が湧いてきますね。ワクワクしますね。

 

作り方は簡単。順番はこちら。

  1. 酸化剤(もしくは還元剤)が、何から何に変わるか書く。(←ここだけは暗記)
  2. 両辺の酸化数の差を、電子e-で合わせる。
  3. 両辺の電荷(右上の数字)の差を、水素イオンH+で合わせる。
  4. 両辺の元素の差を、溶液中の化合物で合わせる。

 

・・・よく分からないので例として、高校化学ではお馴染み酸性水溶液中で過マンガン酸カリウムKMnO4が酸化剤として働く(還元される)場合」を解説します。 

 

まずは、

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STEP 1

これは頑張って覚えましょう。「何が」「何に変わる」かだけでいいので。そして次に、

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STEP 2

こんな感じに酸化数を調整します。酸化数というのは、原子の状態からの電子の増減を表すものでした。そしてさらに、

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STEP 3

このように電荷を調整します。電荷とは、プラスとかマイナスとか、電気の量のことですね。そして最後に、

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STEP 4

このように元素の数を調整します。反応の前後で元素が増えたり減ったりしないルールがありました。

 

という具合です。

半反応式の作り方、理解できましたか?

これができると覚える量がグッと減ります。

 

覚えることが少なくなる、ということは、解けるようになる。

解けるなら、化学が嫌いじゃなくなる。

嫌いじゃなければ、どんどん知識が深まっていく。

知識が深まれば、楽しくてたまらなくなる。

 

っていうわけでみんな化学が好きになれますね!

ぜひ勉強に役立ててみてください。

 

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