酸化剤の働きについてです。

Question

酸化剤の働きについてです。

早速ですが、
濃硝酸HNO3の働き方の例（教科書に載っているものです）
HNO3   ＋  H^＋  e^－  →  NO2  ＋  H2O
と載っているのですが、H^＋  と  e^－  の前の係数1はどこからどの様にして導き出されたのでしょうか⁇

希硝酸HNO3の働き方の例（教科書に載っているものです）
HNO3  ＋３H^＋  ３e^－  →  NO  ＋  2H2O
と載っているのですが、H^＋  と  e^－  の前の係数3はどこからどの様にして導き出されたのでしょうか⁇

過マンガン酸カリウムKMnO4の働き方の例（教科書に載っているものです）
MnO4^－  ＋  ８H^＋  ＋５ｅ^－  →Mn^2＋  ＋４H2O  （酸性）
と載っているのですが、H^＋  と  e^－  の前の係数８と５はどこからどの様にして導き出されたのでしょうか⁇

過マンガン酸カリウムKMnO4の働き方の例（教科書に載っているものです）
MnO4^－  ＋２H2O  ＋  ３ｅ^－  →MnO2  ＋４OH^－  （中性・塩基性）
と載っているのですが、H^＋  と  e^－  の前の係数2と3はどこからどの様にして導き出されたのでしょうか⁇

それと、過マンガン酸カリウムはどの様にして酸性か中性か塩基性かを見分けたのでしょうか⁇

どなたかわかりやすく教えてください。
あと、解き方や、考え方のポイントなども教えていただけると嬉しいです。
例えば…
これは必ず覚えておかないと解けない   
みたいなことも教えていただけると嬉しいです。


ダラダラと長くなりましたが、詳しい解説をよろしくお願いします。

black-inclol · Accepted Answer

一番上の濃硝酸の例で説明します。
まず、HNO3がNO2に変化する、というのは覚えなくてはならないことかなあ、と私は思います。
他の例でも、左辺の一番左の物質が右辺の一番右の物質に変化する、というのは
覚えたほうがいいのではないかと思います。

HNO3　→　NO2

まず、右辺にH2Oを加えて、両辺のOの数を揃えます。
左辺には３、右辺には２あるので、加えるH2Oはひとつです。

HNO3　→　NO2+H2O

次に、左辺に水素イオンを加えて、両辺のHの数を揃えます。
左辺には１、右辺には２あるので、加える水素イオンはひとつです。

HNO3+H^　→　NO2+H2O

最後に、e-を加えて両辺の価数を揃えます。
左辺は１、右辺は０なので、左辺にひとつ加えます。

HNO3+H^+e-　→　NO2+H2O

これで完成です。H2OでO、水素イオンでHの数、e-で価数を揃えることになります。

また、過マンガン酸カリウムが酸性のときは、多くが硫酸を加えて硫酸酸性とする、
などと書いてあるように思います。

わかりづらくて申し訳ないです。
私自身の理解も不十分なところがあるかと思いますが、お役に立てれば幸いです。

lazytutor · Answer

あのな、酸化剤は自分が還元されて相手を酸化するということは知ってるな?で、酸化＝酸素と化合＝水素と分解＝電子放出＝酸化数増加、還元＝酸素と分解＝水素と化合＝電子獲得＝酸化数減少、この関係も知ってるな?知らなきゃ、まずこれらの事実を覚えろ。酸化剤の働きの原理自体は難しくなくて、慣れれば教科書の式は作れるようになるから、やり方を覚えろ。

例として、酸性条件の過マンガン酸イオンの反応式を解説する。

●過マンガン酸イオンはマンガン2⁺イオンになる。これは暗記。
　MnO4^-⇒Mn^2+
ここで、酸素がとれて、マンガンが還元されているのがわかるか?

●マンガンの酸化数をチェックすると、+7⇒+2に変化している。酸化数が減少しているから、還元されているな?あと、酸化数の求め方は知っているな?知らなきゃ教科書を読んで覚えろ。なぜ酸化数が5減ったかというと、電子を5コ受け入れたからだ。よって、左辺に電子を5コ加える。
　(MnO4^-)＋(5e^-)⇒Mn^2+

●マンガンにくっついていた酸素は、水素イオンの力で、水という形で引きはがされる。酸素4コあれば水素イオンは8コ必要だな?でないとH2Oが過不足なくできないよな?よって、左辺に8コの水素イオン、右辺に4コの水を加える。
　(MnO4^-)＋(8H^+)＋(5e^-)⇒(Mn^2+)＋(4H2O)
これで、半反応式の完成だ。あ、半反応式とイオン反応式、化学反応式、熱化学方程式の区別はできるな?できなきゃ教科書を調べろ。

●酸性であることを示すため、必ず硫酸酸性などの条件が問題文に書いてある。硫酸を入れておくことにより、水素イオンが出動し、過マンガン酸イオンをマンガンイオンに還元することができるのだ。

●逆に、酸性条件でない場合(つまり中性か塩基性の場合)、過マンガン酸イオンの酸素は、水によって引きはがされる。そのとき、水は水酸化物イオンに変化することで、酸素と結合することができる。上の例と同様に、過マンガン酸イオンが二酸化マンガン(酸化マンガン(IV))に変化するということは覚えておかなければならない。

化学を履修する高校生にとっては、上記の流れで半反応式を作れなきゃいけない。これを作れたうえで初めて、酸化還元滴定の問題が解けるわけだ。なお、酸化還元滴定の問題の解き方は、電子の数を揃え(式全体を整数倍する)て、左辺どうし・右辺どうしを加え、電子を消去する。そして一つのイオン反応式を作ったら、酸化剤と還元剤の係数比から反応するモル比を出す。あとはチョコマカ計算という流れだ。ついでに、過マンガン酸イオンは赤紫色で、マンガンイオンは無色・二酸化マンガン(酸化マンガン(IV))は黒色沈殿なので、赤紫色が無色透明になれば反応が完了したことになる。この色変化も暗記必須。しっかり覚えてくれ。

Tacosan · Answer

http://oshiete.goo.ne.jp/qa/7551448.html
とはどこが違う?

酸化剤の働きについてです。

一番上の濃硝酸の例で説明します。

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