【暗記不要】水が絡んでくる半反応式の書き方はこうやれ！

こんにちは。

水が絡む半反応式ってややこしくないですか？

水が絡んでくる半反応式は４種類あり、どれをどのタイミングで使えばいいかわかりにくいですよね。本記事ではこれらを「暗記ゼロ」で作り出せるようにします。

是非楽しみに読み進めていってください！

水がからむ半反応式の全て

この４式が水が関わる半反応式です。これは水の電気分解でも使われます。これは、電気分解の半反応式なので、電池の時は左辺と右辺を逆にしてください。

燃料電池でもこれが書けないと問題が解けません。

しかし、なかなかこの４つの式のどれをどの場面で使うかがわからないんですよね。なので、これをキッチリ区別していきましょ！

水が絡む半反応式は実は２つの基本式から成り立つ

この４つの原型というのは、実はメチャクチャ簡単な２つの式なんですよ！

2H⁺+2e^–→H₂・・・①
と
2OH^–→O₂+2H⁺+4e^–・・・②

この２つです。

つまり、

水素イオンから水素が出来る
水酸化物イオンから酸素が出来る

これだけなんです！

だから、電気分解だと１つ目の式は水素を発生しているから電気分解の陰極で水素を発生させる反応だし、２つ目の式は酸素が発生しているから電気分解で言うところの、陽極の反応なんです。

って思いますよね！
ここから酸性条件とか塩基性条件でどのように式を変形していくかをお魅せしていきます！

酸性条件のとき

酸性条件のときは、水溶液中どういう状況ですか？

こういう状況になっているはずですよね。H⁺だらけになっているわけです！
ここにOH^–があるとどうなりますか？

 

一瞬で中和されて無くなります。

 

つまり、酸性条件のときは、式の中からOH^–を消し去れば良いんです！

 

逆もおなじです！塩基性条件のときは、

このようにOH^–だらけになっていますので、溶液中にH⁺が存在できません！つまり塩基性のときは、式の中からH⁺を消し去れば良いんです！

消し方

それではどのようにしてH⁺とOH^–を消せば良いんでしょうか？

それは簡単です。

つまり、H⁺を消し去りたいな〜とおもったらOH^–を足せば良いんです。

2H⁺+2e^–→H₂

これは酸性条件ならこのままでオッケーですが、中性塩基性条件ならどうするか、それは、両辺に2OH^–を足します！

2H⁺+2OH^–+2e^–→H₂+2OH^–

H⁺+OH^–をH₂Oにすると、

2H₂O+2e^–→H₂+2OH^–

という式が出来上がります！

また基本式の２つ目である、

2OH^–→O₂+2H⁺+4e^–

には、OH^–とH⁺の両方がありますね！あえてですよ！

ここからOH^–とH⁺を両方残していた意味がわかります。

酸性条件のときは、左辺に2OH^–が存在していることがおかしいですよね。

だから、この時に2OH^–を中和するために2H+を加えます。すると2H₂Oに変化しますよね。

2OH^–+2H⁺→O₂+2H⁺+2H⁺+4e^–

これにより、

２Ｈ_２Ｏ→Ｏ_２＋４Ｈ⁺＋４ｅ^–

となります！

次に塩基性のときは、右辺の2H⁺を2OH^–を足す事で水にします！

2OH^–+2OH–→O₂+2H⁺+2OH–+4e^–

４ＯＨ^–→Ｏ_２＋２Ｈ_２Ｏ＋４ｅ^–

となります！あら、めっちゃ簡単です！

まとめ！

水の半反応式は『H⁺がH₂に』『OH^–がO₂に』この２つだけを覚えておけば大丈夫！

これを酸性条件、塩基性条件で変形させるだけ！

 

変形方法は、酸性ならOH^–にH⁺を加えて水に変えてしまえ！塩基性ならH⁺にOH^–を加えて水に変えてしまえ！これで４パターン全て書ききることが出来ます！

２次試験も近いですが、この技を使える場面があればガンガン使って、正確に半反応式書いちゃってください！