일반적으로 널리 사용되는 산화제인 MnO4-는 산성조건에서 (1)과 같… | [화학분석기사 필기] 14년 1회차 기출문제 상세 페이지

일반적으로 널리 사용되는 산화제인 MnO4-는 산성조건에서 (1)과 같은 환원 반쪽반응이을 하며 이때 Fe3+의 환원반쪽 반응은 (2)와 같다. 두 반응이 결합하여 산화-환원반응이 일어난다면 정확한 산화-환원반응식은?
$\mathrm{MnO_4^-} + 8\mathrm{H^+} + n\,\mathrm{e^-} \leftrightarrow \mathrm{Mn^{2+}} + 4\mathrm{H_2O} \ \text{-----}\ (1) \\ \mathrm{Fe^{3+}} + m\,\mathrm{e^-} \leftrightarrow \mathrm{Fe^{2+}} \ \text{-------------}\ (2)$

MnO4-+Fe2++H+↔Mn2++Fe3+H2O

MnO4-+3Fe2++4H+↔Mn2++3Fe3++2H2O

MnO4-+5Fe2++8H+↔Mn2++5Fe3++4H2O

MnO4-+5Fe3++8H+↔Mn2++5Fe3++4H2O

MnO₄⁻ 반쪽반응은 Mn이 +7에서 +2로 5전자를 얻으므로 n=5이고, Fe³⁺→Fe²⁺ 반쪽반응은 전자 1개(m=1)를 얻는다. 두 반쪽반응의 전자수를 맞추려면 Fe 반쪽반응을 5배 하여 더해야 한다.
이때 Fe²⁺는 산화되어 Fe³⁺가 되는 역반응으로 들어가므로, 최종 반응식은 $\mathrm{MnO_4^-} + 5\mathrm{Fe^{2+}} + 8\mathrm{H^+} \rightarrow \mathrm{Mn^{2+}} + 5\mathrm{Fe^{3+}} + 4\mathrm{H_2O}$가 되어 전하와 원자 수가 모두 균형을 이룬다.