Permanganate Titration 문제에 대해 궁금한 점.

Postscriptum : 모바일로 접속해서 수식이 보이지 않는다면 PC버전으로 보자. 그러면 수식이 표현된다.

1. 의문

Permanganate를 이용해 Hydrogen peroxide나 Iron(II) Oxalate같은 것을 oxidation시키고 뭐 각종 적정할 때 쓴다. 간단한 식은 다음과 같다.

$2MnO_4 ^- ~+~5H_2 O_2~ +~ 6H^+ ~\rightarrow~ 2Mn^{2+} ~+ ~5O_2 ~+~ 8H_2 O $

사실 반응을 위해선 산성이라는 조건이 필요하다. 아 물론 hydrogen peroxide가 산화되지 않느냐, 그래서 상관없지 않느냐고 할지 몰라도 반응속도가 빠르면 산성이란 조건을 벗어날 수도 있다. 그래서 산성을 만들기 위해 산을 첨가해야 한다. 그러면 왜 산성을 만들어야 하는가? 아마 이산화망간이 되어버리면 촉매 작용도 하고 여러 가지로 망할 것으로 예상된다.

2. 책 읽고 나서

그런데 titration이란 것이 어느 정도 있느냐를 산과 염기로 알아보는 것이 아닌가? 그러면 산을 첨가함으로써 발생하는 $ H^+ $는 어쩔 것인가... 라고 생각했는데 생각해보니 중요한 건 electron이지 저게 아니었다. 생각해보면 Equivalent Weight(당량)도 electron를 얼마나 뱉을 수 있는지 먹을 수 있는지니깐... 이런 거대한 실수를. 너무 Brønsted–Lowry acid–base theory에 맞춰 생각했다. 확실히 $5H_2 O_2 ~\rightarrow~5O_2 ~+~10H^+ ~+~10e $이긴 하지만 어차피 permanganate가 reduction될 때 electron가 필요하므로(없으면 반응이 안 일어나게 되므로) $H^+$가 있든 없든 상관이 없는 것이다.

3. 의문, 두 번째와 해설

그렇다면 두 번째 의문. 왜 하필 sulfuric acid를 넣느냐? 염산도 있고 질산, 인산도 있는데 말이다. 황산은 황산 이온을 만드는데 칼륨 이온과 망가니즈 이온을 아주 얌전히 구경꾼 이온으로 있게 만든다. ($K_2 SO_4 ~+$ $ 2MnSO_4 $) 반면 위에 언급한 산들은 permanganate 이온과 결합해 끔찍한 결과를 야기한다.

Changes...

2014년 05월 10일, 글 쓸 당시엔 정말 몰라서 썼는데 지금 보면 책을 좀 더 읽어보면 '첫 의문은 필요가 없을 터'라는 생각. redox가 acid/base와 다름에도 불구하고 산화/산은 이름이 너무 비슷해서 (...) 혼란을 준 듯.