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B 酸化剤と還元剤
酸化剤と還元剤
►酸化剤と還元剤
酸化作用を有する物質を酸化剤という。一般に相手の物質に酸素を与えるもの,
相手の物質から水素を奪うもの,相手の物質から電子を奪うものである。また,還
元を起こさせることのできる物質を還元剤という。すなわち,相手の物質から酸素
を奪うもの,相手の物質に水素を与えるもの,相手の物質に電子を与えるものであ
る。次表に普通用いられる酸化剤と還元剤を分類して示す。
中間的な酸化数をもつ物質は,場合により酸化剤にも還元剤にもなる。たとえば,
SO2のSの酸化数は+4であるが,Sにはその他に−2,0,+6などの酸化数を
示す物質がある。酸化剤と反応するときは,SO2は還元剤として働き酸化数は+6
になる。還元剤と反応するときは,SO2は酸化剤として働き酸化数は0になる(す
なわち単体が析出する)。H2O2のOの酸化数は−1であり,Oには−2と0の酸化
数もあるので,SO2と同様にH2O2も酸化剤と還元剤の両方の働きをする。
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酸化剤・還元剤 |
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分 類 |
19世紀半ば頃までに知られていたもの |
比較的新しいもの |
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酸 化 剤 |
単 体 |
O2,O3,Cl2,Br2,I2,Sなど |
F2やフッ素化試薬
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酸 化 物 |
MnO2,PbO2,CuO,Ag2Oなど |
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オキソ酸の塩 |
硝石,塩素酸塩,次亜塩素酸塩,ヨウ素酸塩,
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臭素酸塩,クロム酸塩,過マンガン酸塩,
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バナジン酸塩,ビスマス酸塩など
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過酸化物 |
H2O2,Na2O2,BaO2,H2SO5など |
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そ の 他 |
王水,硝酸,熱濃硫酸,熱濃過塩素酸, |
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ヘキサシアノ鉄(V)酸塩(フェリシアン化物), |
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鉄(V)塩,セリウム(W)塩など |
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還 元 |
単体 |
H2,C,P,金属(Zn,Snなど)と酸,Na,Mg, |
Al |
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金属アマルガムなど |
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水素化合物 |
HI,H2S,NH3とその誘導体,PH3,AsH3, |
金属水素化物とそ の誘導体 |
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炭化水素(鉱油)など |
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酸化物 |
CO,SO2,P2O3,H3AsO3,H2PHO3,HNO2, |
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H2SO3など |
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その他 |
鉄(U)塩,スズ(U)塩,硫化物, |
低酸化状態のTi, V,Cr化合物 |
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ヘキシアノ鉄(U)酸塩(フェロシアン化物), |
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シュウ酸・グルコースなどの有機物など
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►酸化還元反応式のつくり方
酸化剤Oxは,電子を得て他の物質に変化するが,この反応が可逆である場合に,
その逆反応では,生成物が電子を失って元の酸化剤にもどるので,正反応による生成
物は還元剤Reとして働く。すなわち,
Ox1+ne−→ Re1 …(1)
また,還元剤についても,同様に考えると,次のようになる。
Re2→ Ox2+me−……(2)
この(1),(2)でe−の数が等しければ,m×(1)+n×(2)より,次式が得られる。
mOx1+nRe2→ mRe1+nOx2 …(3)
一般に,酸化還元の反応式はこのような形になっている。(1)や(2)のような式で関係
づけられる一対の物質((1)ではOx 1とRe1,(2)ではRe2とOx 2)を,酸化還元対または
“redox”対という。そして, (1)や(2)の半反応式から電子e−を消去してそれらを組み合
わせると,酸化還元反応を示すイオン反応式が得られる。
たとえば,塩素(酸化剤)とヨウ化カリウム(還元剤)の反応は,次式のように求め
られる。
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Cl2+2e−→2Cl−・・・(4) |
} |
(4)+(5) |
Cl2+2I−→2Cl+I2 |
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2I―−2e−→I2・・・(5) |
Ox1 Re2 Re1 Ox2 |
教科書には,酸化剤・還元剤の酸化還元対の半反応式をe−を用いて示した。半反応
式はO原子でも示すことができ,下表に,その働き方を示す。
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酸化剤・還元剤の働き方 |
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酸 化 剤 |
オゾン |
O3→O2+(O) |
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過酸化水素 |
H2O2→H2O+(O) |
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過マンガン酸カリウム |
2MnO4−+6H+→2Mn2++3H2O+5(O) |
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塩 素 |
Cl2+H2O→2HCl+(O) |
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二クロム酸カリウム |
Cr2O72−+8H+→2Cr3++4H2O+3(O) |
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希硝酸 |
2HNO3→2NO+H2O+3(O) |
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濃硝酸 |
2HNO3→2NO2+H2O+(O) |
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熱濃硫酸 |
H2SO4→SO2+H2O+(O) |
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二酸化硫黄 |
SO2→S+2(O) |
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還 元 剤 |
ナトリウム |
2Na+(O)→Na2O |
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シュウ酸 |
H2C2O4+(O)→2CO2+H2O |
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水 素 |
H2+(O)→H2O |
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硫化水素 |
H2S+(O)→S+H2O |
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二酸化硫黄 |
SO2+H2O+(O)→H2SO4 |
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酸化鉄(II) |
2Fe2++2H++(O)→2Fe3++H2O |
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塩化スズ(II) |
Sn2++2H++(O)→Sn4++H2O |
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過酸化水素 |
H2O2+(O)→H2O+O2 |
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