コア コンセプト
このチュートリアルでは、レドックス反応とは何かを学びます つまり、そのような反応のさまざまな部分、およびレドックス反応を認識して記述する方法です。 酸化の違いも学びます と削減 、および酸化の定義。
他の記事で取り上げるトピック
- 化学反応
- 電気化学とは
- 電気化学セル
- 標準削減の可能性
語彙
- 酸化: 1 つ以上の電子が失われる化学反応の一種。
- 酸化状態/番号: 酸化の程度を表す原子に割り当てられた数値。つまり、獲得または喪失した電子の数を意味します。
- 削減: 1 つ以上の電子が得られる化学反応の一種。
- 酸化還元反応 :酸化と還元が同時に起こる化学反応
酸化還元反応とは?
レドックスは還元酸化の省略形であり、還元反応と酸化反応の両方が同時に起こるレドックス反応を意味します。 酸化還元反応の省略形でもあります .これらの 2 つの成分を別々に説明してから、完全な酸化還元反応でそれらがどのように結合するかに戻りましょう.
削減:
還元は、化学反応中に原子が 1 つまたは複数の電子を獲得するときに発生します。つまり、酸化数が減少するということです。これは、電子は負の電荷を持っているため、原子が電子を受け取ると負の電荷を帯び、酸化数が減少するためです。これは、たとえば、X から X へ、または X から X へ移動するアトムのように見えます。これは、酸化数が減少するにつれて、還元とは何かを思い出すのに役立ちます。 .
注意 :還元される種は酸化剤と呼ばれます。これは最初は少し混乱するかもしれませんが、酸化剤は別のものを酸化させる種であることを覚えておいてください。酸化還元反応は還元と酸化のペアで起こるため、酸化を引き起こす種は還元されるものです.
削減半反応の例をいくつか見てみましょう .これらは、完全な酸化還元反応の半分を構成するため、半反応と呼ばれます:
Cu (aq) → Cu (s)
F2 (ト) → 2F (ト)
酸化の定義:
3 つの異なる酸化定義があります . 「酸化または酸化される過程または結果」、「元素が酸素と結合して錆びのように酸化物を形成する場合などの酸素の獲得」、そして最後に「原子を生成する反応中の電子の損失」その酸化状態を増加させます。」最後の定義は、化学について覚えておくべきものです。
酸化は、原子が化学反応中に 1 つまたは複数の電子を失うときに発生します。つまり、その酸化数が増加します。これは、原子が電子の負電荷を失うためです。これは、正電荷を獲得するのと同様であり、酸化数が増加します。これは、たとえば、X から X へ、または X から X へ移動するアトムのように見えます。 「酸化」という言葉が使われているのは、歴史的に最初に観察された酸化還元反応が酸素を伴うものだったからです。ただし、それが役立つ場合は、酸化数が増加する/より正になるため、酸化と考えることができます.
漂白剤または過酸化水素の場合 何かが白くなることを、その物質が酸化されていると言います。漂白剤中の次亜塩素酸イオンまたは過酸化物イオンは電子を獲得し、白くなる物質 (デフォルトでは還元剤) は電子を失います.
注意 :還元剤 酸化する種です。これは、還元剤が別の種を還元させる種であるためです。酸化還元反応では、種が酸化されると、電子の交換によって他の種が還元されます。
酸化半反応の例をいくつか見てみましょう:
2I (aq) → I2 (秒)
Zn (s) → Zn (aq)
酸化と還元
OIL RIGを思い出してください :O 酸化私 s L 電子のオス – R 教育私 s G 電子のアイン。または、「LEO GER」を覚えることもできます 」（ライオンが「Ger!!!!」と言っていると想像してください）。 LEOとは「電子の放出、酸化」を意味します。 GER は「電子を得る、還元する」という意味です。
レドックス反応:両方が関与
レドックス反応は、2 つの半反応 (1 つの還元、1 つの酸化) を完全な方程式にまとめます。酸化半反応で失われた電子は、還元半反応で得られます。このように、酸化還元反応は電子が移動する化学反応です。
酸化の例
さび 酸化の典型例です。鉄金属は茶色の酸化鉄 (III) に酸化されます。他の酸化の例には、溶液中の銀または銅を置換する亜鉛金属が含まれ、亜鉛は亜鉛 (II) イオンに酸化されます。砂糖やマグネシウムなど、酸素中で何かを燃やすことは酸化反応です。髪、ブルー ジーンズ、光るトニック ウォーターなどの漂白も、酸化還元反応です。漂白剤に含まれる次亜塩素酸ナトリウムは酸化剤です。
レドックス反応の例
完全な酸化還元反応の例をいくつか見てみましょう
CO2 (g) + H2 (g) → CO (g) + H2 O (g)
CH4 (g) + O2 (g) → CO2 (g) + H2 O (g)
Zn + CuCl2 → ZnCl2 +亜鉛
Na + Cl → NaCl
酸化還元反応をどのように認識していますか?
レドックス反応を認識する最も簡単で主要な方法は、反応物から生成物への原子の酸化状態の変化を調べることです。 1 つの種は、反応物から生成物へとその酸化数が減少するはずです (これも還元です)。同じ反応の別の種では、反応物から生成物へと酸化数が増加するはずです (これも酸化です)。覚えておいてください – 失われた電子の数は、得られた電子の数と等しくなければなりません.
注意:原子の酸化数 (酸化状態とも呼ばれます) は、原子が獲得または喪失した電子数の尺度です。つまり、ゼロの酸化数は中性原子を示します。同様に、電子を獲得すると酸化数が減少します。これは、電子が負であるため、負の電荷が追加されるためです。電子を失うと、負電荷が失われるため、酸化数が増加します。酸化状態の詳細については、こちらをご覧ください!
一般的な種類の酸化還元反応
酸化状態を使用して酸化還元反応を認識する以外にも、酸化還元反応がいつ起こっているかを知る手がかりがあります。つまり、還元と酸化の両方がしばしば起こるいくつかの異なるタイプの反応があります。
- 結合反応:これらの反応は、元素を組み合わせて化合物を生成します。通常、A + B → AB の形を取ります
- 分解反応:これらの反応は結合反応の逆です。化合物は、その元素部分に分解します。これらは通常、AB → A + B の形式をとります
- 燃焼反応:これらの反応には、燃料 (通常は有機物) と酸素が反応物質として含まれ、水と二酸化炭素が生成され、場合によっては窒素などの別の有機生成物が生成されます。一般的な形式は X + O2 です → CO2 + H2 O.もちろん、この方程式は、有機燃料であるXに応じてバランスをとる必要があります.
- 酸化状態の変化を伴う置換反応。これらの反応は、化合物内の 1 つの要素が別の要素に置き換えられる単一置換の形、または 2 つの異なる反応物のそれぞれの要素が置き換えられる二重置換の形で発生します。事実上、交換されました。単一置換反応の一般的な形式は、A + BC → B + AC です。二重置換反応の一般的な形式は、AB + CD → AD + CB です。
詳細とその他の例については、レドックス反応のバランスに関するチュートリアルをご覧ください!
これらは通常、酸化還元反応ではありません:
- 酸塩基反応
- 単純な沈殿反応
- 酸化状態が変化しない二重置換反応
単純なレドックス反応のビデオ
酸化還元反応を見てみましょう。象の歯磨き粉反応のこのビデオでは、過マンガン酸カリウム中のマンガンが +7 から +4 および +2 の酸化状態に還元され、過酸化水素中の酸素が -1 から 0 の酸化状態に酸化されます (元素酸素に)。 ).
酸化と還元 – 参考文献
- 標準的な削減可能性
- 周期表の酸素
- カルボカチオンの安定性
- E1 と E2 の反応
- Sn1 と Sn2 の反応
