酸化還元反応について

質問

硫酸、硝酸などは、低濃度の水溶液では酸として、高濃度になると酸化剤として働くという記述が参考書に記述されていました。
そこで質問なのですが、
　　(1) 濃度の高低に関わらず、酸であり、酸化剤ではないのでしょうか？
　　(2)硝酸ではなく、硝酸イオンのみ存在する場合、酸化剤として機能するのでしょうか？

よろしくお願いします。

回答No.3

htms42 · ベストアンサー

（１）硫酸、硝酸が酸化剤として働く時には濃度や温度が問題になります。
その濃度や温度の条件が硫酸、硝酸で異なるということだろうと思います。
硫酸の酸化剤としての働きは普通は濃硫酸を加熱した時に見られます。銅を溶かして硫酸銅にするときは濃硫酸で加熱します。濃硫酸に銅を入れただけであれば目に見えるような状態では反応が起こりません。でも入れっぱなしで放置したことがありませんのでもしかしたら遅いだけかもしれません。
アルミニウムを希塩酸、希硫酸、希硝酸に入れて見ます。濃度は１～２ｍｏｌ／Ｌ程度とします。希硝酸には溶けないというのが教科書に載っています。アルミニウム表面に酸化膜が出来て不動態になるという説明です。しかし希塩酸、希硫酸でも反応に違いがあります。アルミニウムの表面の状態にもよるだろうと思いますが希硫酸では反応が遅いというのをよく経験します。この経験からいくらか酸化作用もあるのではないかと思うようになりました。

濃硝酸の反応では褐色のＮＯ２を発生します。希硝酸では無色のＮＯが発生します。この境目の濃度がどの程度であるかの判断は難しいです。濃硝酸を５倍程度に薄めたものではＮＯ２は出てきません。でも生じたＮＯ２が水に溶けてＮＯとして外に出てきたということも考えられるからです。３ＮＯ２＋Ｈ２Ｏ→２ＨＮＯ３＋ＮＯ
１ｍｏｌ／Ｌでも希硝酸ですが０．１ｍｏｌ／Ｌでも希硝酸です。
薄い希硝酸であればマグネシウムはどんどん溶けるのに銅はほとんど溶けないということになりそうです。
「希」という言葉の使い方があいまいなんです。
「濃」でないものは全て「希」であるということですから「希」の範囲はものすごく広い事になります。

「薄い」希硝酸に銅が溶けない（溶液が青くならない）ということで「教科書には希硝酸に溶けると書いてあるのにどうしてですか」という質問を受けたことがあります。

（２）＃２の硝酸カリウムの酸化作用（支燃剤として働く）というのは溶液の中での作用と反応の仕組みが異なるだろうと思います。
ニトロ基の熱分解によるものではないでしょうか。－ＮＯ２の分解です。
ニトロ基を含む火薬はたくさんあります。
ニトログリセリン、ＴＮＴ，　ピクリン酸、・・・
理化学辞典などでは熱分解で説明されています。ＣＯ２やＨ２Ｏに加えてＮ２が発生するというのが急激な体積増加の起こる理由になっています。

水溶液ではＮＯ３－の酸化作用は期待できないように思います。

回答No.4

muramiyagi

酸化反応が起こるかどうか目でわかるのは、基本的には速度論の話で、平衡論的に言えば、pHを酸性にしさえすれば、硝酸はどの濃度でも酸化力はあります。希硝酸で薄くなったときに別の酸を浸かってpHを下げればわかります。一般論ですが、酸化力のあるものは酸性側で酸化速度が速くなりが、還元力のあるものはアルカリ側で還元速度が速くなります。なぜだかわかりますよね？
あと「硝酸ではなく、硝酸イオンのみ」という表現は訳がわからない表現ではありますねぇ・・・
それから硝酸カリウム（固体）の酸化作用ですが、KNO3の分解も、Oによる酸化も区別はつかないので、酸化によるものでかまわないです。分解自身が還元と酸化の両方の反応ですし。
なお、濃硫酸の酸化発現機構は硝酸とは違います。H2SO4の形が必要なので。

回答No.2

noname#160321

まあ、クールダウンして。^^
(１)硝酸は濃度にかかわらず酸化性です。希硫酸には酸化性は無いから酸化還元滴定に定番の酸として使用されますね。
(２)硝酸イオンにも酸化性はあります。溶液の例ではないですが、硝酸カリウム、イオウ、炭素は「黒色火薬」の成分ですから、支燃剤ということになりますね。

回答No.1

Tacosan

それはいったいどんな参考書なのか.
希硝酸が酸化剤として働くってのは, 高校化学ではほとんど常識だろうに.