酸化還元反応半反応 FeII  FeIII  e  CeIV  e  Ce(III)  どちらがOx（または）Redか？酸化還元反応 FeII  CeIV  FeIII  Ce(III) どちらがOx（または）Redか？→→→酸化数を計算一般化 Ox1  Red 2 Red1  Ox 2 1 酸化数の計算(酸化された・還元された物質はどちらか？) 1.単体の酸化数は 0 2.イオンの酸化数は電荷の数 3.化合物中のHは +Ⅰ 、Oは -Ⅱ 4.分子中の各原子の酸化数の和は価数 2 酸化数の計算 3 問題問題1：NH4+、N2、N2O、NO、NO2-、NO3-中のNの酸化数を求める。問題2：CO2、H2CO3、HCO3-、CO32-中のCの酸化数を求める。問題3：酢酸(CH3COOH)、グルコース(C6H12O6)中のCの酸化数を求める。問題4：過マンガン酸カリウム(KMnO4→MnO4-)中のMn、二クロム酸カリウム(K2Cr2O7→Cr2O72-)中のCrの酸化数を求める。 4 化学電池（ガルバニセル） FeII  CeIV  FeIII  Ce(III) 電圧計 e塩橋 KCl Pt e- ePt Ce4+ Fe3+ Fe2+ Cl- K+ Ce3+ e- Fe(Ⅱ)よりもセリウムCe(Ⅳ)の酸化力が強いので、相手を酸化する（自分は還元される）。どのようにして決まるのか？化学電池（ガルバニセル） 5 Zn(Ⅱ)よりもCu(Ⅱ)の酸化力が強いので、相手を酸化する（自分は還元される）。どのようにして決まるのか？標準酸化還元電位(E0)の表 6 E0(V) クリスチャン分析化学 Ⅱ p101（ISBN:4621075543） 7 酸化還元電位の求め方電圧計 e- e- 塩橋 KCl e- 標準水素電極 Cl- Pt K+ e- 測定対象例えば、電子が左から右に流れた：測定対象内では還元反応が起きた →→→酸化還元電位が高い（電子を欲しがっている）標準水素電極(Standard Hydrogen Electrode, SHE) ガストラップ H2ガス液絡(塩橋) 電極 H2ガス電解質溶液   2H  2e H 2 8 ネルンストの式 9 ネルンストの式：標準状態以外の濃度（1M以外）での、半反応の酸化還元電位を求める式  aOx + ne  bRed RT Red E E  ln a nF Ox b 0 E：電極電位（V） E0：標準電極電位（V） R：気体定数（8.31447 J/K/mol） T：絶対温度（273+25 K） F：ファラデー定数（96,485 C/mol） n：半反応の電子数 [化学種]：活量（濃度（M）） ln  2.302log V（ボルト）=J（ジュール）/C（クーロン）なので、 8.31447 298 0.059 Red Red 0 E E   2.302 log log a E  a n  96485 n Ox Ox b 0 1価のイオンの濃度が10倍（1/10）になると、電圧が0.059V高く（低く）なる。 b 分析に使われる半電池のネルンストの式 Men   ne  Me RT 1 0 E E  ln nF a Ox  MeX  ne  Me  X RT 0 E E  lnaRed nF 陽イオンの分析（上の2式） Men+:測定対象物質（主に金属） a：活量（濃度） n 陰イオンの分析（下の2式） Xn-:測定対象物質 a：活量（濃度） 0.059 1 0.059 0 EE  log , E  loga Red n a Ox n 0 1価のイオンの濃度が10倍（1/10）になると、電圧が59mV高く（低く）なる。 10 電解セル 11