酸化と還元は、酸化還元反応を形成するために手を携えて進む 2 種類の化学反応です。歴史的に、酸化は反応中の酸素の挙動に従って定義されていましたが、現代の定義は多少異なります。酸化の定義と酸化反応の例を次に示します。
酸化の定義
酸化とは、化学反応における分子、原子、またはイオンの電子の損失または酸化状態の増加です。 反対のプロセスは還元と呼ばれ、分子、原子、またはイオンの電子の獲得または酸化状態の減少です。酸化還元反応では、ある化学種が還元され、別の化学種が酸化されます。レドックスは赤の略です オークション-雄牛
もともと酸化とは、化合物に酸素を付加することを意味していました。これは酸素ガス（O2 ）は、最初に知られている酸化剤でした。化合物に酸素を追加すると、通常、電子の損失と酸化状態の増加の基準が満たされますが、酸化の定義は、他の種類の化学反応を含むように拡張されました.
有機化学では、水素が関与する酸化の定義に出くわすことがあります。この定義は、電子ではなくプロトン (水素イオン) を扱うため、混乱を招く可能性があります。それでも、意識するのは良いことです。この定義によれば、酸化は水素の喪失であり、還元は水素の獲得です。
例としては、エタノールのエタナールへの酸化があります:
CH3 CH2 ああ → CH3 チョー
エタノールは水素を失っているため、酸化されていると見なされます。方程式を逆にすると、エタナールに水素を加えてエタノールを形成することで、エタナールを還元することができます。
酸化の例
酸化の古典的な例は、湿った空気中の鉄と酸素の間で発生し、酸化鉄または錆を形成します。鉄が酸化して錆びたと言われています。化学反応は次のとおりです:
4 Fe + 3 O2 + 6 H2 O → 4 Fe(OH)3 または 2Fe2 O3 ・6H2 O
鉄金属は酸化され、さびとして知られる酸化鉄を形成します。
Fe → Fe + 2 e
一方、酸素は減少します。
O2 + 4 e + 2 H2 O → 4 OH
元素が酸素と結合する酸化のもう 1 つの例は、マグネシウム金属と酸素が反応して酸化マグネシウムを形成することです。
2 Mg (s) + O2 (g) → 2 MgO (s)
多くの金属は酸化します。変色は銀の酸化に付けられた名前です。湿った空気中で銅に形成される緑色または青色の緑青は、酸化のもう 1 つの例です。
しかし、酸化は酸素を必要としません！反応の例は、水素とフッ素ガスの間でフッ化水素酸を形成する反応です:
H2 + F2 → 2HF
この反応では、水素が酸化され、フッ素が還元されます。反応は、2 つの半反応で記述した方が理解しやすいかもしれません。
H2 → 2 H + 2 e
F2 + 2e → 2F
電気化学反応は、酸化反応の好例です。銅線を銀イオンを含む溶液に入れると、電子が銅金属から銀イオンに移動します。銅金属は酸化されています。銀のウィスカーが銅線上で成長し、銅イオンが溶液中に放出されます。
Cu(s ) + 2 Ag(aq ) → Cu(aq ) + 2 Ag(s )
OIL RIG を使用して酸化と還元を記憶する
酸化と還元の現代的な定義には、電子 (酸素や水素ではなく) が含まれることを思い出してください。どの種が酸化され、どの種が還元されたかを覚えておく 1 つの方法は、OIL RIG を使用することです。 OIL RIG は、Oxidation Is Loss, Reduction Is Gain の略です。
酸化剤および還元剤
酸化剤とは、他の物質を酸化させる物質です。言い換えれば、酸化剤は別の種に酸素を供与（または水素を供与）します。還元剤は、別の物質を還元する物質です。したがって、還元剤は別の種から酸素を除去します (または水素を与えます)。
参考文献
- ハウスタイン、キャサリン・ヒンガ (2014)。 K. Lee Lerner と Brenda Wilmoth Lerner (eds.)。 酸化還元反応。ゲイル科学百科事典 （第5版）。ミシガン州ファーミントン ヒルズ:ゲイル グループ
- Hudlický、Miloš (1990)。 有機化学における酸化 .ワシントン D.C.:アメリカ化学会。 ISBN 978-0-8412-1780-5.
- IUPAC (1997)。 "酸化"。 化学用語集 （第2版）（「ゴールドブック」）。 ISBN 0-9678550-9-8。 doi:10.1351/goldbook
