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過酸化水素と二酸化マンガン

高校生です。 過酸化水素に触媒二酸化マンガンを加えることによって起こる、 2H2O2→2H2O+O2 ここで、 過酸化水素が酸化剤、二酸化マンガンが還元剤の酸化還元反応が起こらない理由が知りたいです。 よろしくお願いします。

noname#233350
noname#233350
  • 化学
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  • nious
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回答No.1

MnO2 は H2O2 を酸化出来る程の酸化力を持つ酸化剤だ。しかし MnO2 が H2O2 を酸化する反応 (1) と比較すると H2O2 の 自己酸化還元反応 (2) の方が起こり易い。 (1) MnO2 + H2O2 + 2H^+ ⇔ O2(g) + Mn^2+ + 2H2O (2) 2H2O2 ⇔ O2(g) + 2H2O 此処で起こり易いと云ふのは (1) と比較して (2) の酸化還元平衡が右に偏っている事を意味する。 結局は (2) の反応は右に進み易いが其の反応速度が非常に遅い為にそのままでは実質的に殆ど右に進まず、触媒を加える必要があるが其れが MnO2 と云ふ訳である。だから MnO2 が反応する事は無いのだ。 もし仮に H2O2 が酸化剤として働かないのであれば (1) の反応が起こるだらう。 もし仮に MnO2 が触媒として働かないのであればやはり (1) の反応が起こるだらう。 H2O2(酸化剤) + 2H^+ + 2e^- ⇔ 2H2O :E°=1.763(V) MnO2 + 4H^+ + 2e^- ⇔ Mn^2+ + 2H2O :E°=1.229(V) O2 + 2H^+ + 2e^- ⇔ H2O2(還元剤) :E°=0.695(V) 電気化学便覧(第6版) から抜粋。

noname#233350
質問者

お礼

ご説明ありがとうございます。 2H2O2⇔O2+2H2O の自己酸化還元反応が右に進みやすいことから、酸化剤としての役割を果たしずらいということですね。そこはとても理解することが出来ました。 すみませんまだ疑問が残っていて、 酸化剤としての強さを、 MnO2<H2O2 だと思っていたのですが、逆でしょうか? もし仮に酸化還元反応が起こる時、H2O2が酸化剤、MnO2が還元剤の反応を予測していたのですが、、

その他の回答 (1)

  • nious
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回答No.2

酸化剤としての強は MnO2<H2O2 で正しい。条件によっては MnO2 が酸化されて MnO2 + 2H2O → MnO4^- + 3e^- + 4H^+ のように MnO2 は MnO4^- へ酸化されそうに思えるが実際には MnO2 は触媒となる為に この反応は起こらずに 自己酸化還元反応:2H2O2→2H2O+O2 が起こる。 (1) 3H2O2 + 2MnO2 ⇔ 2MnO4^- + 2H^+ + 2H2O (2) 2H2O2 ⇔ 2H2O + O2 (1) と比較して (2) の平衡は非常に右に偏っているので触媒が存在すれば (1) では無く速やかに (2) が起こる。

noname#233350
質問者

お礼

再度本当にありがとうございます。 とにかく( 2 )の右方向への反応の偏りが強く、ほかの物質との酸化還元反応より自己酸化還元反応を起こしてしまうのですね。 本当にありがとうございましたm(*_ _)m

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