酸化と還元についてわかりやすく解説｜受験化学の疑問を解決して難関大学に合格！

今回の記事では酸化と還元についてわかりやすく解説していきます。

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酸化と還元についてわかりやすく説明します

酸化と還元というのは必ず一組です。

例を挙げてわかりやすく解説してみますね。
たとえば、

以下の反応は1000°C以下の低温とします。
2 $C u$ ＋ $O_{2}$ ⇒2 $C u O$ （酸化銅）

という反応式があったとしましょう。

上記式を電子式で表すと以下のようになりますね。

電子式について詳しく知りたい方はこちら

・電子式書き方の決まりをわかりやすく解説
・電子式で点の位置の注意ポイントとは？

で、上記電子式をよくご覧くださいね。
左辺のCuはOに電子を与えて、その結果CuO(酸化銅）ができています。
なので逆に酸化銅は電子をもらっています。

半反応式で表すとCuは
$C u$ ⇒ $C u^{２＋}$ ＋2 $e^{ー}$
となり、銅は電子を放出しています。

半反応式について詳しく知りたい方はこちら

・半反応式の問題を解きながら作り方も覚えよう！

つまり

・Cu・・・電子を与えている（放出している）
・CuO・・・電子をもらっている

ということです。

そして電子を与える（放出する）ものが酸化で
電子をもらうものが還元です。
なのでCu自身は酸化でCuO自身は還元になりますから
酸化と還元が一組になっていますね。

さらに詳しく解説しますね。
酸化と還元が必ず一組になっているのですが、

・酸化剤
・還元剤

のワンセットで反応できるのです。

酸化剤だけとか還元剤だけで反応できません。
そもそも

酸化還元反応というのは

・酸化剤
・還元剤

という反応物の反応のことをいいますからね。

酸化剤と還元剤について理解を深めたい方はこちらをご覧ください。
⇒酸化剤と還元剤語呂を使った覚え方

まず、酸化剤と還元剤がワンセットで反応できるという意識を持ちましょう。
ところでブレンステッドの定義を覚えてますか？

覚えてない方はこちらをご覧ください

・ブレンステッドローリーとアレニウスによる酸・塩基の定義の違いとは？

ブレンステッドの定義

酸・塩基というのは $H^{＋}$ （水素イオン）のやりとりのこと。
$H^{＋}$ （水素イオン）を出す方を酸、 $H^{＋}$ （水素イオン）をもらう方を塩基

でした。

酸化還元というのは $H^{＋}$ （水素イオン）ではなくて
$e^{ー}$ （電子）の受け渡しのことです。

いっぱい定義があってややこいかもしれませんね。
たとえば酸素をあげるとか水素を奪うとか。
こんな感じでいっぱい定義がありますが、
すべては酸化還元とは $e^{ー}$ （電子）の受け渡しのこと
という定義に帰着します。

実は酸化還元の定義というのは１つしかありません。
くどいようですが酸化還元とは $e^{ー}$ （電子）の受け渡しのことです。
つまり電子をもらう酸化剤、電子をあげる還元剤の2つ一組で反応します。

とにかく電子の受け渡しです。
もちろんそれから派生していろんな定義が発生するのですが
いろんな定義というのをまとめると
酸化還元とは $e^{ー}$ （電子）の受け渡しのこと
というところに帰着します。

では酸化剤ってどんなものなのでしょう？
還元剤は酸化剤の真逆になるので、
ここでは酸化剤の特徴をご紹介します。

酸化剤の特徴は

・酸化するもの（電子を奪うから）
・還元されるもの（電子をもらうから、電子を与えられる）
・酸素（O)を与える
・水素原子（H)を奪う

『もらう』のと『奪う』というのは
違う言葉のようですが、言っていることは同じです。
たとえば5000円もらうということと5000円奪うというのは一緒の事ですよね。
どちらにしても自分の懐に5000円入ることに変わりがありませんからね。
これと同じで酸化することと還元されることもやっていることは同じです。

それから酸化剤の特徴の1つ『酸素（O)を与える』ですが
酸素は電子に関して欲張りなのです。
酸素の価電子は6個ですからあと電子を2つ欲しがります。

とにかく酸素は電子を欲しがります。
なのでもし酸素を相手に与えると
その酸素が電子を奪うのです。
だからこれも酸素を与えるというのも酸化剤です。

つまり

酸素を（相手に）与える⇒その酸素が電子を奪う⇒電子を奪うのは酸化剤

ということです。

価電子についてはこちらで解説しています

・最外殻電子数の求め方を問題を使ってわかりやすく解説

それから酸化剤の特徴の1つである『水素原子（H)を奪う』というのは
どういうことでしょう？
水素原子は酸素と違って電子が余り気味です。

水素は電気陰性度が小さいですからね。