【大学入試】無機化学の反応式（塩素の製法）

生徒：先生！塩素の実験室的製法の反応式がよくわかりません！丸覚えしたらいいですか！？

先生：うーん、、反応式は確かに書けたらそれでいいわけで、覚えたもの勝ちではあるけれど、あれもこれもと片っ端から暗記していくとキリがないよ。だから、暗記しなくていい部分はなるべく暗記せずに書けるように工夫をしていった方がいい。そうしたら、他の暗記しなければならないことに記憶の容量を空けることができるだろう？

生徒：では先生、この反応も暗記せずに書けるのですか？

先生：そうだよ。もっとも、「最小限の暗記」は必要だけどね。まず、この反応って濃塩酸の塩化物イオンが塩素になるんだろう？ということは、この反応はどんな反応かな？

生徒：塩化物イオンが塩素になるということは、、、電子を出す、、、えっと、それ以外よくわかりません、、、

先生：電子を出すということは電子を受け取る物質があるということ、つまり、電子のやり取りを伴う反応だ。だからこの反応は酸化還元反応だね。

生徒：ああ、思い出しました！

先生：ではこれも覚えているかな？酸化還元反応の反応式はどうやって作るんだい？

生徒：ああ、、、やったことがあるのは覚えているのですがどうやるかを思い出せない、、、

先生：よし、もう一度復習だ。酸化還元反応の反応式を書くステップはこうだ。

① 半反応式を作る

② ①の電子を消去してイオン反応式を作る

③ ②をもとに、イオンを含まない反応式を作る

そして、半反応式はこう書くんだったね。

（前提）反応前後の物質は覚える

① 酸素原子の数を水分子で合わせる

② 水素原子の数を水素イオンで合わせる

③ 電荷を電子で合わせる

生徒：なんだ、結局反応前後の物質は覚えないといけないのか、、、

先生：でもね、反応式を丸暗記しなくていい分、まだましじゃないか、それにさっきの塩化物イオンのように単純なものも結構あるし、それを差し引けばそれほど暗記量は多くないよ。じゃあやってみよう。まず塩化物イオンは簡単だね。2Cl^- → Cl2 + 2e^-だ。じゃあ酸化マンガン（Ⅳ）はどうだろう？まずこれがマンガン（Ⅱ）イオンになることは覚えておこう。そうすると、

MnO2 → Mn^(2+)

となる。まずは酸素原子の数を合わせると

 MnO2 → Mn^(2+) + 2H2O

となる。それで今度は水素原子の数を合わせる。すると、

 MnO2 + 4H^+ → Mn^(2+) + 2H2O

となるね。最後に電荷を合わせると、

 MnO2 + 4H^+ 2e^- → Mn^(2+) + 2H2O

となる。これで半反応式は完成だ。あとは電子を消去して式を１つにまとめてみよう。どうなる？

生徒：えっと、、電子の係数は同じなのでそのまま足したらいいですよね。だから

 MnO2 + 4H^+ 2Cl^- + 2e^- → Mn^(2+) + 2H2O + Cl2

ですね。

先生：よし、ここまできたらあと少しだ。あとはイオンを含まない反応式にする。左辺の水素イオンに注目しよう。こういうのは水素イオンに注目すると簡単に書ける場合が多い。この水素イオンは何から出てきたものだろう？

生徒：酸から、だから濃塩酸ですね。

先生：そう。だからこの水素イオンはHClに変えないといけない。いま、左辺にはすでに塩化物イオンが書かれているので、さらに加えなければならない塩化物イオンは2つだね。これで左辺で4HClが作れる。あとは右辺を見ると、マンガン（Ⅱ）イオンと塩化物イオンがあるので、これをくっつけると塩化マンガン（Ⅱ）ができるね。

 MnO2 + 4HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl2

生徒：できました！ということは、MnO2がMn^(2+)になることだけ注意して覚えれば、あとは化学基礎で習った通りに書くことができるんですね。

先生：その通りだ。無機化学の反応では、酸化還元反応がかなりたくさんあって、同じようにして書ける反応が多い。一度自分で手を動かして書くといいよ。それができれば、その反応式は丸暗記なしで書けるからね。

生徒：はい、ありがとうございます！