酸化とは「物質が酸素と化合する」というのが元来の意味である。銅粉を空気中で熱すると黒色の酸化銅(�U)になる。�@このように、酸素と化合して酸化物になる反応を酸化という。還元というのは、「酸化されたものが元に戻る」ということで、酸素を失うことである。酸化銅(�U)に乾いた水素ガスを送りながら加熱すると、赤色の銅が得られる。�Aこのように、酸化物が酸素を失う反応を還元という。硫化水素H2Sを不完全燃焼(十分に酸素が無い条件での燃焼)させると次のような反応が起こる。H2O・・・�Bこの反応は、硫化水素と酸素との反応だから、硫化水素の酸化であるが、硫化水素が水素原子Hを失う反応と言うこともできる。水素原子を失う反応を酸化、逆に水素原子を得る反応を還元と酸化・還元を定義することができる。CuOはCu2+とO2-が結合したイオンからなる化合物である。Cuは酸化されて、Cu2+に変化している。還元は同時に起こり、これを酸化還元反応という。�Aの反応が分かりやすい。8H2Oこの反応も酸化・還元反応である。この反応を考えるには次に説明する「酸化数」という概念が必要になる。酸化数とは単体・化合物・イオンの中で、各原子が基準の状態に比べて、電子が何個多いか、少ないかを示した数を酸化数という。電子はマイナスの粒子なので、電子が過剰にあれば酸化数は-、電子が不足していれば酸化数は+となる。イオンからなる物質(陰イオンと陽イオンが結合した物質)の場合この場合、原子間での電子の授受がはっきりしているので、そのイオンの価数を酸化数とすればよい。酸化数を示すとき、「+」は省略しないように!!分子からなる物質(非金属元素どうしが結合した物質)、および原子からなる物質の場合この場合、原子間での電子の授受がはっきりしていない。そこで、次の手順で酸化数を求める。・単体(1種類の元素からなる物質)中の原子の酸化数は0である。Feは単体なので、この場合のFeの酸化数は0・化合物中の各原子の酸化数の総和は0である。+6・イオンでは、イオンを構成している原子の酸化数の総和は、そのイオンの価数に等しい。次の単体、化合物、イオンについて、色を付けた原子の酸化数を求めよ。イオンからなる物質だから、電離させて生じるイオンの価数が酸化数。Feの酸化数は+33)酸化数と酸化還元反応これまでに扱ってきた1)の�Aの酸化還元反応を、酸化数とあわせて考えよう。+1したがって、酸化還元反応は酸化数の増減で説明できる。得る減少(注)反応の前後で酸化数が変わらない反応は酸化還元反応ではない。次の反応のうち、酸化還元反応であるものはどれか。5O2反応式中の元素の酸化数が、反応前後で変化しているかを調べる。おいて、相手を酸化する物質のことで、自分自身は還元される。おいて、相手を還元する物質のことで、自分自身は酸化される。相手に電子を与えることになるので、酸化数は増加する。下のような反応式で説明すると、次のようになる。この場合、酸化数の増減から、Iは酸化数が増加しているので、酸化されている。I-が還元剤、Clは酸化数が減少しているので、還元されている。このように、酸化剤は還元されるのだから、電子を受け取り易い物質として定義でき、上の例では塩素Cl2は次のように電子を受け取る。2Cl−上式のように、酸化剤が電子を受けるときの様子を表したときの式を酸化剤の半反応式という。同様に、還元剤は酸化されるのだから、電子を放出し易い物質として定義できる。上の例ではヨウ化物イオンI−は次式のように電子を放出する。e−この式は、還元剤の半反応式と呼ばれる。2e−過酸化水素H2O2や二硫化硫黄SO2は酸化剤,還元剤の両方にある。これは、反応する相手によって、酸化剤,還元剤のどちらにもなるからである。実際に酸化・還元に関与する部分だけが半反応式になる。過マンガン酸カリウムKMnO4はMnO4-だけで、K+は半反応式に入らない。酸化還元反応式は、酸化剤と還元剤の半反応式を合わせることによってつくることができるので、代表的な酸化剤と還元剤の半反応式はいつでも書けるようにしておく必要がある。H2Oを使って合わせる。H+を使って合わせる。e-を使って合わせる。�@b)還元剤の半反応式のつくり方・・・つくり方は酸化剤と同じ。酸化還元反応では、還元剤が与える電子の数と酸化剤が受け取る電子の数が等しいので、酸化剤の半反応式や還元剤の半反応式を何倍かして加え電子が消去されるようにする。上の二酸化硫黄(酸化剤)と硫化水素(還元剤)との酸化還元反応は下のようになる。硫酸酸性の過マンガン酸カリウム水溶液に過酸化水素を反応させたときのイオン反応式を書け。酸化剤と還元剤は何かを考える。この場合、過マンガン酸カリウムが代表的な酸化剤なので、過酸化水素は還元剤になる。文頭の「硫酸酸性」はここでは気にしなくてよい。両者の半反応式をつくり、合わせる。利用して、酸化剤や還元剤の定量(濃度を求めること)を行うことができる。このことを酸化還元適定という。過マンガン酸カリウムの濃度を求めよ。酸化剤・還元剤の半反応式をつくり、合わせてイオン反応式をつくる。この反応式の係数の比(モル数の比)を利用する。0.020[mol/L]高校化学。