화학반응식질문

Question

2MnO4-  +  5H2O2  + 6(H+)  ->  5O2  +  2(Mn2+)  +  8H2O

이반응식에서

과산화수소가 산소가되는지 물이되는지, 아님 일부는 산소분자가되고 일부는 물이되는지

과망간산이온의 산소가 물이되는지, 산소분자가되는지

무슨수로 구별해야하나요..?

쌍승 · Accepted Answer

일단  현재 고교화1 수준에서는 전반적인 것만 파악할수 있습니다.  산화환원의 동시성에 의거해서 맞춰보면    Mn이온의산화수가 +7에서 반응후 +2로 되면서 -5만큼 줄어들었고 그런 Mn이온이 2몰개 있기때문에  총 얻은전자는 -10몰 만큼이 되겠죠. 이제 얻은 전자만큼의 잃은 전자가 필요하기 때문에  H2O2 과산화수소의 산소가 산화수 -1에서 반응후 산소O2로 모두 이동하게되면  정확히  10몰의 전하를 잃게되어  산화환원반응식의 해석이 딱 맞아 떨어집니다.  
질문자님이 궁금하신것은  그러면 MnO4에서의   산소가  물의 산소로만 가는  것이 아니라 O2로 즉  산화수 변화가 있게 이동할수도 있지 않느냐 일부가   이런 질문인것 같은데  이는 그럴수 없을것같군요. 왜냐하면  MnO4에서 전자가 산화수변화가 있는 (전자를 잃는) 산소O2로 가게되면  5H2O2의 산소 중 일부는 반드시 8H2O의 산소로 이동 즉  산화수가 감소하게되는 전자를 얻는 반응이.진행되어야하는데요 그러면 반응전체의 잃은전자와 얻은전자의 전하량 합이 0이되지않습니다. 그러므로 모순이 발생하죠.  따라서  제가 위에 언급해드린대로 산소의 산화환원이 진행되어야합니다 ㅎㅎ 도움되었길바랍니다.

@SCIPEDIA · Answer

사실 화학1에서는 잘 다뤄지지 않는 내용인데, 전자의 이동 및 산화수의 증감은 소위 반쪽반응식을 만들어 보아야만 정확하게 알 수 있죠. 님이 제시한 전체 반응을 산화 반응과 환원 반응으로 나누어 보면 다음과 같아요. (참고로 _ 는 하첨자, ^ 는 상첨자로 이해하면)
(1) 산화: H_2O_2  ->  O_2 + 2e^- + 2H^+
(2) 환원: MnO_4 ^- + 5e^- + 8H^+  ->  Mn^2+ + 4H_2 O + 8H^+ 
전자의 이동량을 맞추기 위해 (1) X 2 + (2) X 5 하면, 전체 반응식이 나오죠.
결론적으로, 생성물의 산소는 과산화수소의 산화 과정에서 발생한 것이고, 생성물의 물분자는 과망간산이온의 환원 과정에서 만들어진 것임을 알 수 있죠.

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