반쪽 반응식과 산화환원 균형

쉽게 말하면

이렇게 나타납니다

1. 예시 1
   산성 용액에서 과망가니즈산 이온과 철(II) 이온
   $$\begin{array}{rl}& \text{환원: }\mathrm{Mn}{\mathrm{O}}_4^{-}+8{\mathrm{H}}^{+}+5e^{-}\to \mathrm{M}{\mathrm{n}}^{2+}+4{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\\ & \text{산화: }\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{2+}\to \mathrm{F}{\mathrm{e}}^{3+}+e^{-}\end{array}$$
   환원 반쪽은 전자 5개, 산화 반쪽은 1개를 다룹니다. 산화 반쪽에 5를 곱해 전자 수를 맞춘 뒤 더하면 $\mathrm{Mn}{\mathrm{O}}_4^{-}+5\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{2+}+8{\mathrm{H}}^{+}\to \mathrm{M}{\mathrm{n}}^{2+}+5\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{3+}+4{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$가 됩니다. 전자는 양쪽에서 5개씩이라 사라집니다.
2. 예시 2
   다이크로뮴산 이온의 환원 반쪽 완성하기
   $$\mathrm{C}{\mathrm{r}}_2{\mathrm{O}}_7^{2-}+14{\mathrm{H}}^{+}+6e^{-}\to 2\mathrm{C}{\mathrm{r}}^{3+}+7{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$$
   산소 7개를 물 7개로 받고, 그 물에 들어간 수소 14개를 ${\mathrm{H}}^{+}$ 14개로 공급합니다. 그러면 왼쪽 전하는 $-2+14=+12$, 오른쪽은 $+6$이므로 전자 6개를 왼쪽에 넣어야 양쪽이 $+6$으로 같아집니다. 전자 수는 세지 말고 전하 계산으로 나오게 하는 것이 요령입니다.
3. 예시 3
   아연과 구리 이온 — 전지가 되는 반응
   $$\mathrm{Zn}+\mathrm{C}{\mathrm{u}}^{2+}\to \mathrm{Z}{\mathrm{n}}^{2+}+\mathrm{Cu}$$
   산화 반쪽 $\mathrm{Zn}\to \mathrm{Z}{\mathrm{n}}^{2+}+2e^{-}$와 환원 반쪽 $\mathrm{C}{\mathrm{u}}^{2+}+2e^{-}\to \mathrm{Cu}$가 이미 전자 2개로 같으므로 그대로 더하면 됩니다. 이 두 반쪽을 서로 다른 비커에 담고 전선으로 이으면 다니엘 전지가 됩니다.

순서대로 하면

1. 1산화수를 따져 산화되는 물질과 환원되는 물질을 골라, 두 개의 반쪽 골격식으로 나눕니다.
2. 2각 반쪽에서 산소·수소를 뺀 원자 수를 먼저 맞춥니다.
3. 3산소 원자가 모자란 쪽에 ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$를 더해 산소 수를 맞춥니다.
4. 4그 결과 수소가 모자란 쪽에 ${\mathrm{H}}^{+}$를 더해 수소 수를 맞춥니다.
5. 5양쪽 전하의 합이 같아지도록 전자 $e^{-}$를 더합니다. 이때 전자는 반드시 전하가 더 큰 쪽에 들어갑니다.
6. 6두 반쪽의 전자 수의 최소공배수를 구해 각 반쪽에 정수를 곱한 뒤 더합니다. 전자가 남지 않으면 성공입니다.
7. 7염기성 용액이면, 완성된 식의 ${\mathrm{H}}^{+}$ 수만큼 양변에 $\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$를 더하고 ${\mathrm{H}}^{+}+\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}\to {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$로 정리합니다.

자주 하는 오해

자주 묻는 질문