化学反応では、酸化を受ける種は還元剤として知られていますが、還元を受ける種は酸化剤として知られています。還元剤は電子を酸化剤に寄付し、還元剤を酸化し、酸化剤を減らします。
以下は、酸化削減反応の単純化された表現です。
還元剤 +酸化剤→酸化還元剤 +酸化剤の減少
たとえば、鉄と銅の間の次の反応を検討してください。
Fe(s) + cu2 +(aq)→fe2 +(aq) + cu(s)
この反応では、鉄(Fe)は中性状態(Fe0)から+2酸化状態(Fe2 +)に酸化されます。同時に、銅(Cu)は、+2酸化状態(Cu2 +)から中性状態(Cu0)に減少します。鉄は還元剤として作用し、電子を銅に寄付し、銅は酸化剤として作用し、鉄から電子を受け入れます。
酸化と還元の概念は、燃焼、呼吸、光合成など、さまざまな化学プロセスを理解する上で不可欠です。燃焼では、炭化水素などの燃料は酸素と酸化反応を起こし、熱と光の形でエネルギーを放出します。呼吸において、グルコースは一連の酸化反応を受けて細胞のエネルギーを生成します。光合成では、植物は日光を使用して、一連の酸化還元反応を通じて二酸化炭素と水をグルコースに変換します。
全体として、酸化と還元は化学の基本的な概念であり、化学反応中の物質の行動と相互作用を説明するのに役立ちます。