イントロ
電子は失う側と受け取る側を結ぶ
酸化と還元は必ず同時に起こる
電子を失う変化が酸化、電子を受け取る変化が還元です。電子が反応中に消えたり生まれたりしないため、二つは同時に起こります。
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定義
酸化と還元
- 教科書では
- 酸化は電子を失う変化、還元は電子を受け取る変化です。
- 言いかえると
- 中学校で学んだ酸素を受け取る酸化、酸素を失う還元は、電子授受の見方へ広げられます。水素については、水素を失う変化を酸化、受け取る変化を還元と見ることがあります。どの見方でも一つの反応内で酸化と還元を対応させます。
公式
電子授受を分けて書く
亜鉛と銅イオンの反応を二つの半反応へ分けます。
亜鉛の酸化
Zn → Zn²⁺ + 2e⁻
Zn原子は電子2個を失ってZn²⁺になります。
- e⁻電子
使うときのコツ
右辺に電子があれば、その粒子は電子を失っています。
銅イオンの還元
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu
Cu²⁺は電子2個を受け取ってCu原子になります。
- 2e⁻受け取る電子2個
使うときのコツ
左辺に電子があれば、その粒子は電子を受け取っています。
解くコツ
粒子の電荷変化を見て半反応を書き、失う電子数と受け取る電子数が一致するか確認します。
比較
| 見方 | 酸化 | 還元 |
|---|---|---|
| 電子 | 失う | 受け取る |
| 酸素 | 受け取る | 失う |
| 水素 | 失う | 受け取る |
| 同一反応 | 還元と同時 | 酸化と同時 |
見方電子
- 酸化
- 失う
- 還元
- 受け取る
見方酸素
- 酸化
- 受け取る
- 還元
- 失う
見方水素
- 酸化
- 失う
- 還元
- 受け取る
見方同一反応
- 酸化
- 還元と同時
- 還元
- 酸化と同時
電子授受は酸素を含まない反応にも使える、より広い判定法です。
手順
電子で判定する手順
- 1
反応前後で同じ元素を含む粒子を対応させる
- 2
電荷変化から失った、または受け取った電子数を求める
- 3
電子を右辺へ書く側を酸化、左辺へ書く側を還元とする
- 4
両半反応の電子数が等しく、全体で消去できるか確認する
例
- 場面
- CuO(s)+H₂(g)→Cu(s)+H₂O(l)を、酸素と水素の授受から判定する。
- 順に考えると
- CuOは酸素を失ってCuになるため還元されています。H₂は酸素を受け取ってH₂Oになるため酸化されています。別の見方では、H₂は水素を失う側ではなく、ここでは酸素を受け取る判定を使います。一つの反応で両者が同時です。
- ここが結論
- CuOが還元、H₂が酸化です。次の酸化数を使うと、電子授受としても統一して判定できます。
注意
酸化を酸素との反応だけに限定しない
確認
確認テスト
Q1
Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻という変化の説明として正しいものはどれですか。
まとめ
まとめ
- 1
電子を失う変化が酸化、受け取る変化が還元
- 2
酸素・水素の授受も電子授受の見方へ広げられる
- 3
酸化と還元は同じ数の電子を介して同時に起こる
- 4
半反応式は原子数、電荷、電子数で検算する