高校化学・過マンガン酸イオンの半反応式について

質問

こんにちは。
高校化学の酸化還元反応の単元についての質問です。

水溶液が中性・塩基性の時の酸化剤の半反応式の作り方を調べていると、次のものが見つかりました。

Webページ「化学の オゾンの半反応式 について質問です、 教科書には Ｏ３→Ｏ２＋Ｈ２Ｏ ... - Yahoo!知恵袋」 - http://goo.gl/pQsSs6　

このWebページには、「半反応式は酸性条件での書き方だけをマスターし、中塩基性の場合は水素イオンが水になるよう水酸化物イオンをうまく足してあげればよい」（上記サイトよりそのまま引用）と書かれていました。

この考え方で、次の二つの酸化剤の中性・塩基性の時の半反応式を考えて見ました。

●A 過酸化水素
酸性時：H₂O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → 2H₂O　…　(1)

この両辺に2OH⁻を加えて、
H₂O₂ + 2H⁺ + 2OH⁻ + 2e⁻ → 2H₂O + 2OH⁻
H₂O₂ + 2H₂O + 2e⁻ → 2H₂O + 2OH⁻
両辺から2H₂Oを除いて、
H₂O₂ + 2e⁻ → 2OH⁻
となりました。

中性・塩基性時：H₂O₂ + 2e⁻ → 2OH⁻　…　(2) [A終了]

●B 過酸化マンガン酸カリウムの過マンガン酸イオン
酸性時：MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O　…　(3)

この両辺に8OH⁻を加えて、
MnO₄⁻ + 8H⁺ + 8OH⁻ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O + 8OH⁻
MnO₄⁻ + 8H₂O + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O + 8OH⁻
両辺から4H₂Oを除いて、
MnO₄⁻ + 4H₂O + 5e⁻ → Mn²⁺ + 8OH⁻
となりました。

中性・塩基性時：MnO₄⁻ + 4H₂O + 5e⁻ → Mn²⁺ + 8OH⁻　…　(4) [B終了]

ですが、実際の過マンガン酸カリウムの中性・塩基性の時の半反応式は、

MnO₄⁻ + 2H₂O + 3e⁻ → MnO₂ + 4OH⁻　…　(5)

であり、(4)と(5)が異なりました。過酸化水素については、(2)で正しいようです。

そこで、調べてみると、

Webページ「酸化還元」 - http://goo.gl/0zCcym

このWebページには、「液性が酸性の条件では、MnO₄⁻は強い酸化力を発揮して反応後はMn²⁺となりますが、液性が中性～塩基性の条件では、MnO₄⁻は十分な酸化力を発揮できずに反応はMnO₂で止まってしまいます」（上記サイトよりそのまま引用）と書かれており、そもそも生成物が異なってしまうということから、(5)ではいけないということまで理解できました。

ここで、質問させて頂きます。
(5)は、(4)をどうにかすれば求められるのでしょうか。それとも、（過酸化水素のように、液性によって、酸化力が異ならず（？もしくは、わずかに異なり？）、生成物に変化がない酸化剤に対して、）過マンガン酸のように、液性によって、酸化力が異なり、生成物に変化がある酸化剤については、それぞれの液性の場合の生成物を覚えておく必要があるということでしょうか。前者の場合、求める方法やその詳しい解説も、後者の場合、液性により酸化力が異なるために注意が必要な物質を（できる限り多く）教えていただきたいと思います。よろしくおねがいします。
※　前者の（ような）場合を自分で考えてみたのですが、(3)の式について、その右辺のうち「Mn²⁺ + 2H₂O」が、酸化マンガン（IV）の半反応式である「MnO₂ + 4H⁺ 2e⁻ → Mn²⁺ + 2H₂O」の（矢印が）逆の反応を（仮に）起こした場合、最後に、両辺に4OH⁻を加え、両辺から2H₂Oを除くと、(5)に等しくなることに気づいたのですが、関係あるでしょうか。

質問が長くなってしまい、すみません。

回答No.1

Tacosan · ベストアンサー

過マンガン酸の場合酸性と中性・塩基性ではできるものが異なるのでオゾンと同じようにはなりません. ただし, 最後に書かれているように
過マンガン酸→マンガン(II)
と
マンガン(II)→酸化マンガン(IV)
を組み合わせれば式が立つというのはその通りです (「実際にそのような反応が起きるかどうか」はともかく).

とはいえ, 本質的には「何が何になるのか」を理解しておくべきだと思います. 過マンガン酸だと
・酸性条件ではマンガン(II) になる
・中性や塩基性では酸化マンガン(IV) になる
ということを知っていれば, どちらの場合でも半反応式を導くことができるはずです.

お礼

やはり、覚えておくということなのですね。
回答、ありがとうございました。