今日から,酸化と還元について学びましょう。酸化や還元についても,中学校で学習していますね。どのような内容だったか,思い出してみましょう。酸化とは物質が酸素と化合することで,酸化物から酸素がとれる化学変化を還元と習っているはずです。今日の学習内容は,次の通りです。 (1)酸素の授受と酸化還元 (2)水素の授受と酸化還元 (3)電子の授受と酸化還元 (4)酸化数 (5)酸化数と酸化還元 それでは,最初は酸素の授受と酸化還元についてです。銅線を空気中で加熱すると,黒色の酸化銅(II)になります。また,酸化銅(II)を水素を送りながら熱すると,もとの銅に戻ります。このように,,物質が酸素と化合したとき,その物質は酸化されたといいます。また,酸化物が酸素を失ったとき,その物質は還元されたといいます。 ![]() |
4 酸化と還元 (1)酸素の授受と酸化還元 物質が酸素と化合して酸化物になる反応→酸化 2Cu + O2 → 2CuO 酸化物が酸素を失う反応→還元 CuO + H2 → Cu + H2O ![]() |
火山の噴気口などに,黄色い硫黄の結晶が見られることがあります。![]() 火山ガスには硫化水素が含まれていますが,この硫化水素が空気中の酸素と反応して硫黄が生じたのです。この反応では,硫化水素に酸素を反応させたので酸化と考えることができますが,硫化水素は水素を失っていますね。このように,ある物質が水素を失う反応を酸化といい,逆に水素と結びつく反応を還元といいます。 |
(2)水素の授受と酸化還元 水素を失う反応→酸化 水素と結びつく反応→還元 2H2S + O2 → 2S + 2H2O ![]() H2S + I2 → S + 2HI ![]() |
酸素の授受で考えたり,水素の授受で考えたり,酸化還元はややこしいですね。そこで,銅の酸化を電子に注目して考えてみましょう。銅が酸化されてできる酸化銅(II)はイオン結合でできています。つまり,銅(II)イオンCu2+と酸化物イオンO2-が結合したものです。したがって,銅が酸化されて酸化銅(II)になると,銅原子から銅(II)イオンに変化しているのです。そこで電子に注目すると,銅原子が電子を2個失って銅(II)イオンになっているのです。酸素は酸化物イオンに練っていますから,電子が2個増えています。つまり,銅の酸化は,銅から酸素に電子が移動する反応と考えることができます。また,酸化銅(II)の還元では,水素から銅(II)イオンに電子が移動しています。![]() 電子が移動するわけですから,必ず電子を失うものと電子を受け取るものが存在します。すなわち,酸化と還元は必ず同時に起こるのです。このような反応を,酸化還元反応といいます。 |
(3)電子の授受と酸化還元 物質が電子を失う変化→酸化 物質が電子を得る変化→還元 ![]() 酸化と還元は必ず同時に起こる→酸化還元反応 |
今までの話をまとめてみましょう。
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(4)酸化数 物質中の原子やイオンの酸化の程度を表すもの→酸化数 電子をn個失ったとき→+n +を忘れないこと 電子をn個受け取ったとき→−n
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最後に,酸化数の増減を計算することで,酸化されたか還元されたかを判断する方法を紹介しましょう。ある原子に注目して,その原子の酸化数が増加しておれば酸化されています。逆に酸化数が減少しておれば還元されています。 |
(5)酸化数と酸化還元 原子の酸化数が増加→原子が酸化された 原子の酸化数が減少→原子が還元された ![]() |
酸化数の求め方と,酸化数から酸化と還元を判断する方法は大切なので,しっかりと練習しておいてください。それでは,今日の学習内容を確認しましょう。1.物質が酸素と化合して酸化物になる反応を何といいますか? 2.酸化物が酸素を失う反応を何といいますか? 3.物質が水素を失う反応を何といいますか? 4.物質が水素と化合する反応を何といいますか? 5.物資が電子を失う反応を何といいますか? 6.物質が電子を得る反応を何といいますか? 7.硫酸イオンの中のS原子の酸化数はいくらですか? 8.過マンガン酸カリウムの中のMn原子の酸化数はいくらですか? 9.原子の酸化数が減少する反応を何といいますか? |
答
1.酸化
2.還元
3.酸化
4.還元
5.酸化
6.還元
7.+6
8.+7
9.還元