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酸化還元反応一覧

銅でできている10円玉は古くなると錆びて色が鈍くなっていきます.この現象を化学では「銅が酸化される」と表現します.

一方,錆びた銅(酸化銅)に適切な処置を施すと,元の綺麗な10円玉に戻ります.この現象を科学では「酸化銅が還元される」と表現します.

酸化還元反応は電池や電気分解の根底にある考え方で重要です.

このカテゴリーでは,酸化と還元の基本的な考え方から解説します.

酸化還元反応1|どっちが酸化?還元?原理から理解しよう!
酸化還元反応2|酸化剤と還元剤の半反応式の一覧
酸化還元反応3|酸性条件と中性・塩基性条件で何が変わる?
酸化還元反応4|半反応式から化学反応式をつくる
酸化還元反応5|「酸化数」は8つの原則と2つの例外で求める

酸化還元反応5|酸化数は8つの原則と2つの例外で求める

酸化還元反応の一連の記事の最後として,「酸化数」を説明しておきます.

酸化還元反応が起こったとき,電子\ce{e-}の移動で酸化と還元を判断してきたわけですが,これは電荷の移動が酸化還元反応の根底にあるということになります.

よって,反応の前後で元素がもつ電荷を比べることにより,酸化されたか還元されたかを判断することができます.

ざっくり言えば,「酸化数」は元素のもつ電荷を定めたもので,この「酸化数」を反応の前後で比較することにより,元素が酸化されたのか,還元されたのかということを判断することができます.

この記事では酸化数の求め方について書きます.

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酸化還元反応4|半反応式から化学反応式を導く2つのステップ

この記事では,酸化剤と還元剤の2つの物質が与えられたとき,この2つの物質によって起こる酸化還元反応の化学反応はどのように考えればよいでしょうか?

ここで,前々回の記事で説明した「酸化剤の半反応式」と「還元剤の半反応式」が重要です.

半反応式に含まれる電子\ce{e-}やイオンは,普通の化学反応にあってはいけないので,半反応式中の電子\ce{e-}とイオンを消去する必要があります.

とは言え,そう難しいものではなく

  1. 電子\ce{e-}を消去するステップ
  2. イオンを消去するステップ

の2つのステップに分けて考えると,分かりやすいです.

この記事では,半反応式から化学反応式を導く方法を説明します.

必ず自分の手を動かしてアウトプットし,確実に自分のものにして下さい.

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酸化還元反応3|酸性条件と中性・塩基性条件で何が変わる?

例えば,過酸化水素\ce{H2O2}の半反応式を考えるとき,溶液が「酸性」の場合には

    \begin{align*} \ce{H2O2 + 2H+ + 2e- -> 2H2O} \end{align*}

の半反応式が起こり,溶液が「中性」または「塩基性」の場合には

    \begin{align*} \ce{H2O2 + 2e- -> 2OH-} \end{align*}

の半反応式が起こります.

このように,同じ物質でも「酸性」のときと「中性・塩基性」のときで,半反応式が異なっているものがあります.

ここの違いをきちんと理解しておけば,どのように使い分ければ良いかを知ることができ,間違いにも気付くことができます.

この記事では「酸性条件」,「中性・塩基性条件」で半反応式が変わる理由を説明します.

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酸化還元反応2|酸化剤と還元剤の半反応式の一覧

「酸化還元反応の半反応式はややこしくて覚えられない!」という人がいますが,半反応式で実際に覚えるべき部分は一部だけで十分です.

半反応式の覚えるべき部分さえを覚えてしまえば,残りの部分は自動的に求まるようになっています.

さらに,半反応式が書ければ,酸化還元反応の化学式も自動的に導くことができます.つまり,

  1. 半反応式で覚えるところを覚える
  2. 半反応式は自動的に出来上がる
  3. 酸化還元反応式は自動的に出来上がる

の3ステップでよく,覚える必要のある部分は最初だけです.

この記事では,具体例を用いて酸化還元反応の化学式が出来上がるまでの流れを身につけてください.

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酸化還元反応1|どっちが酸化?還元?原理から理解しよう!

鉄を屋外に放置しておくと,鉄はどんどん「錆びて」いってしまいます.

この「鉄が錆びる」という現象を化学では「鉄が酸化される」と表現します.

また,「錆びた鉄」をうまく化学的処理をすれば,「錆びる前の鉄」に戻すこともできます.この「錆びる」の逆の現象を化学では「還元する」といいます.

この互いに逆の化学反応である「酸化」と「還元」は,鉄などの金属以外の物質でも「酸化」と「還元」は起こります.

「酸化還元反応」の考え方は「電池」や「電気分解」の基礎にもなっています.

しかし,一度真剣にやれば意外と理論は簡単に身に付く分野なので,是非とも腰を据えてしっかり押さえて欲しいところです.

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