#02酸化と還元とは

説明

酸化と還元とは

さて、ここであらためて酸化と還元について確認します。
中学では次のように勉強したと思います。

  • 酸化:反応して酸素を受け取ること
  • 還元:反応して酸素を失うこと

例えば、次のような式がこれに当てはまります。

2CuO + C → 2Cu + CO2

上の式では、炭素が酸化されて、銅が還元されています。

酸化銅と炭素の酸化還元反応(酸素に注目)

では、次の式はどうでしょうか?

H2S + I2 → S + 2HI

あれ??酸素Oが反応していないのにどうやって考えるの?

これってそもそも酸化還元反応なの?

と思ったかもしれません。これも酸化還元反応です。
酸化還元は次のような考え方もできます。

  • 酸化:反応して水素を失うこと
  • 還元:反応して水素を受け取ること

つまり、酸素と逆ですね。
他にも酸素と水素は逆の関係になることが多いので、意識しておくと便利です。
さて先程の式ですが、水素に注目して

硫化水素とヨウ素の酸化還元反応(水素に注目)

よって、H2Sが酸化されて、I2還元されていました。
じゃぁ、次はどうでしょうか?

Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2

じゃぁ、これは?

2KI + Br2 → 2KBr + I2

そう、酸素と水素だけでは全てを考えることができません
では、どうすればよいでしょうか?

酸化数から酸化還元を見分ける

それは、【酸化数の変化】です。

酸化数の変化によって次のように見分けることができます。

Point

酸化数が増加する:酸化された
酸化数が減少する:還元された

さっきの反応で考えてみましょう。

亜鉛と硫酸の酸化還元反応

この反応では、Znの酸化数が増えているので酸化されています。
また、Hの酸化数が減っているので還元されています。
よって、Znが酸化され、H2SO4還元されたということです。

もう一つの反応も考えてみましょう。

ヨウ化カリウムと臭素の酸化還元反応

この反応では、Iの酸化数が増えているので酸化されています。
また、Brの酸化数が減っているので還元されています。
よって、KIが酸化され、Br2還元されたということです。

演習問題

次の化学反応式中の各原子における酸化数の変化から、酸化された物質、還元された物質を判定し、化学式で書け。

  1. Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
  2. C + O2 → CO2
  3. Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
  4. CuO + H2 → Cu + H2O
  5. 4HCl + MnO2 → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
  6. Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2H2O +2NO2
  7. K2Cr2O7 + 3H2O2 +4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3O2 + 7H2O + K2SO4
  8. 2KMnO4 +5H2O2 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 8H2O + 5O2 + K2SO4
  1. 酸化された:Zn、還元された:HCl
  2. 酸化された:C、還元された:O2
  3. 酸化された:Ca、還元された:H2O
  4. 酸化された:H2、還元された:CuO
  5. 酸化された:HCl、還元された:MnO2
  6. 酸化された:Cu、還元された:HNO3
  7. 酸化された:H2O2、還元された:K2Cr2O7
  8. 酸化された:H2O2、還元された:KMnO4

1.

亜鉛と塩酸の酸化還元反応

2.

炭素と酸素の酸化還元反応

3.

カルシウムと水の酸化還元反応

4.

酸化銅と水素の酸化還元反応

5.

塩酸と二酸化マンガンの酸化還元反応

6.

銅と濃硝酸の酸化還元反応

7.

二クロム酸カリウムと過酸化水素の酸化還元反応

8.

過マンガン酸カリウムと過酸化水素の酸化還元反応

これで、何が酸化されて・還元されたかがわかりました。次は、誰が酸化して・還元したかを調べられるようになりましょう・