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Title: 산화-환원 적정: 과망간산법
Introduction: 과망간산 칼륨과 과산화 수소의 산화-환원 반응을 이용해서 과산화 수소의 순도를 결정한다.
Principle & Theory
1. 산화 환원의 정의
ㄱ. 산소와 수소의 결합과 분리에 따른 산화-환원
i) 산화: 산소와 결합하거나 수소를 잃는 화학 반응
ex) 2Mg +O2 -> 2MgO : Mg이 산소와 결합
2HI -> H2 +I2 : HI에서 H를 잃었다.
ii) 환원: 산소를 잃거나 수소와 결합하는 화학반응
ex) N2 +3H2 -> 2NH3 : N2가 H와 결합
CuO +H2 -> Cu +H2O : CuO가 산소를 잃었다.
ㄴ. 전자의 이동에 따른 산화-환원
=> 산소와 수소가 관여하지 않는 반응에서 사용 할 수 있다.
i) 산화 : 물질이 전자를 잃는 화학 변화
ex) Mg -> Mg2+ + 2e-
ii) 환원 : 물질이 전자를 얻는 화학 변화
ex) Cu2+ + 2e- -> Cu
ㄷ. 산화와 환원의 동시성
=> 산화-환원 반응에서 전자를 잃는 물질이 있으면 반드시 그 전자를 얻는 물질이 있으 므로 산화-환원 반응은 반드시 동시에 일어나야 한다.
K , Ca , Na , Mg , Al , Zn , Fe , Ni , Sn , Pb , H , Cu , Hg , Ag , Pt , Au
<---------이온화 경향 크다. 이온화 경향 작다--------->
산화 <-------- --------> 환원
금속의 이온화 경향과 산화-환원
=> 왼쪽으로 갈수록 산화가 잘 된다.
2. 산화수와 …(생략)
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물질을 환원시키고 자신은 산화되는 물질을 환원제라 하고 다른 물질을 산화시키고 자신은 환원되는 물질을 산화 제라고 한다.
ㄱ. 산화력과 환원력의 상대적 세기
=> 산화제의 산화력과 환원제의 환원력의 세기는 전자를 주고 받는 경향에 따라 달라지 므로 상대적이다. 따라서 같은 물질이라도 산화제로 작용할 수도 있고, 환원제로 작 용할 수도 있다.
예를 들어 SO2는 보통 환원제로 작용하지만 산화제로 작용하기도 한다.
i) SO2가 환원제로 작용한 경우 ii) SO2가 산화제로 작용한 경우
H2O +SO4 -> H2SO4 SO2 +2H2S -> 2H2O +2S
ㄴ. 산화제와 환원제로 쓰이는 물질
i) 산화제로 주로 쓰이는 물질 : 전자를 얻는 성질이 강한 비금속원소(F2, O2)
산화수가 높은 원소를 포함한 화합물(KMnO4, K2Cr2O2)
ii) 환원제로 주로 쓰이는 물질 : 전자를 내놓는 성질이 강한 금속 원소(Na, K, Ca)
산화수가 낮은 원소를 포함한 화합물(H2S, SnCl2)
4. 산화-환원 적정 : 산화-환원 반응을 이용하여 농도를 알고 있는 표준물질로 농도를 모르 는 물질을 적정하여 그 농도를 알아내는 실험적 방법이다.
(환원제가 주는 전자 수 = 산화제가 받는 전자 수)
n M V = n` M` V`
( n,n` = 1몰당 전자 수 , M,M` = 용액의 농도 , V,V` = 용액의 부피)
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