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B 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。即ち,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。例えば,SO2Sの酸化数は+4だが,Sにはその他に−20,+6等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(即ち単体が析出する)H2O2Oの酸化数は−1であり,Oには−20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。

酸化剤・還元剤

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

単    体

O2O3Cl2Br2I2S

F2やフッ素化試薬

酸 化 物

MnO2PbO2CuOAg2O

 

オキソ酸の塩

硝石,塩素酸塩,次亜塩素酸塩,ヨウ素酸塩,

臭素酸塩,クロム酸塩,過マンガン酸塩,

バナジン酸塩,ビスマス酸塩等

過酸化物

H2O2Na2O2BaO2H2SO5

そ の 他

王水,硝酸,熱濃硫酸,熱濃過塩素酸,

ヘキサシアノ鉄(V)酸塩(フェリシアン化物)

(V)塩,セリウム(W)塩等


単体

H2CP,金属(ZnSn)と酸,NaMg

Al
 

金属アマルガム等

水素化合物

 

HIH2SNH3とその誘導体PH3AsH3

金属水素化物とそ

の誘導体

炭化水素(鉱油)

酸化物

 

COSO2P2O3H3AsO3H2PHO3HNO2

 

H2SO3

その他

(U)塩,スズ(U)塩,硫化物,

低酸化状態のTi

VCr化合物

ヘキシアノ鉄(U)酸塩(フェロシアン化物)

シュウ酸・グルコース等の有機物等

 

 

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戻るので,正反応による生成物は還元剤Reとして働く。即ち,
   Ox1ne ―→ Re1 (1)
 また,還元剤についても,同様に考えると,
   Re2 ―→ Ox2me …(2)
 この(1)(2)eの数が等しければ,m×(1)n×(2)より,次式が得られる。
   mOx1nRe2 ―→ mRe1nOx2  (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)(2)のような式で関係づけられる一対の物質((1)ではOx 1Re1(2)ではRe2Ox 2)を,酸化還元対または“redox”対という。そして, (1)(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。

例えば,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。

 

Cl22e―→ 2Cl・・・(4)

}

(4)(5)

 

Cl2+2I―→ 2ClI2

2I2e―→ 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。

酸化剤・還元剤の働き方

オゾン

O3 ―→ O2(O)

過酸化水素

H2O2 ―→ H2O(O)

過マンガン酸カリウム

2MnO46H―→ 2Mn23H2O5(O)

塩 素

Cl2H2O ―→ 2HCl(O)

二クロム酸カリウム

Cr2O728H―→ 2Cr34H2O3(O)

希硝酸

2HNO3 ―→ 2NOH2O3(O)

濃硝酸

2HNO3 ―→ 2NO2H2O(O)

熱濃硫酸

H2SO4 ―→ SO2H2O(O)

二酸化硫黄

SO2 ―→ S2(O)

ナトリウム

2Na(O) ―→ Na2O

シュウ酸

H2C2O4(O) ―→ 2CO2H2O

水 素

H2(O) ―→ H2O

硫化水素

H2S(O) ―→ SH2O

二酸化硫黄

SO2H2O(O) ―→ H2SO4

酸化鉄(II)

2Fe22H(O) ―→ 2Fe3H2O

塩化スズ(II)

Sn22H(O) ―→ Sn4H2O

過酸化水素

H2O2(O) ―→ H2OO2

 

 

 

 

 








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