酸化剤と還元剤
このノートの問いがそのまま復習カードになり、忘れかけたころに出題されます。
根拠は高等学校学習指導要領(平成30年告示)「化学基礎」の内容 (3) ア (イ) ㋑「酸化と還元」。
内容の取扱いは「代表的な酸化剤、還元剤を扱うこと」を求めている。
0. どういう論点か
名前が紛らわしいので、自分がどうなるかで覚えます。
| 相手を | 自分は | 電子を | |
|---|---|---|---|
| 酸化剤 | 酸化する | 還元される | 受け取る |
| 還元剤 | 還元する | 酸化される | 失う |
引っかけの分かれ目は次の 3 つ。
- 酸化剤は自分が還元される(名前と逆の変化を受ける)
- 同じ物質が、相手によって酸化剤にも還元剤にもなる(過酸化水素・二酸化硫黄)
- 酸化剤・還元剤の強さは相手との比較で決まる(絶対的な順位ではない)
1. 酸化剤と還元剤
根拠: 学習指導要領 化基-(3)-ア-(イ)-㋑
相手を酸化する物質を何という?そのとき自分はどうなる?
酸化剤。自分は還元される(電子を受け取る)
名前と自分の変化が逆になる。
相手を還元する物質を何という?そのとき自分はどうなる?
還元剤。自分は酸化される(電子を失う)
電子を与える側。
酸化剤になりやすいのは、どんな性質をもつ物質か?
電子を受け取りやすい物質(陰イオンになりやすい非金属など)
酸素・塩素・過マンガン酸カリウムなど。
還元剤になりやすいのは、どんな性質をもつ物質か?
電子を失いやすい物質(陽イオンになりやすい金属など)
ナトリウム・水素・硫化水素など。
2. 代表的な酸化剤・還元剤
根拠: 学習指導要領 化基-(3)-ア-(イ)-㋑
代表的な酸化剤を 4 つ挙げると?
過マンガン酸カリウム KMnO₄・二クロム酸カリウム K₂Cr₂O₇・過酸化水素 H₂O₂・塩素 Cl₂
希硝酸・濃硝酸・熱濃硫酸も酸化剤としてはたらく。
代表的な還元剤を 4 つ挙げると?
水素 H₂・硫化水素 H₂S・ヨウ化カリウム KI・シュウ酸 H₂C₂O₄
金属(ナトリウム・亜鉛など)も還元剤としてはたらく。
過マンガン酸カリウムの水溶液を還元剤に加えると、色はどう変わる?
赤紫色が消える(ほぼ無色になる)
Mn の酸化数が +7 から +2 に変わる。色の変化で終点が分かる。
過酸化水素が酸化剤にも還元剤にもなるのはなぜ?
酸素の酸化数が −1 で、下がる(−2)ことも上がる(0)こともできるから
相手によってどちらにもなる。
二酸化硫黄 SO₂ が酸化剤にも還元剤にもなるとき、それぞれどんな相手と反応するか?
硫化水素(強い還元剤)に対しては酸化剤、過酸化水素など酸化剤に対しては還元剤
強さは相手との比較で決まる。
3. 反応を読む
根拠: 学習指導要領 化基-(3)-ア-(イ)-㋑
酸化還元反応で、どちらが酸化剤かを見分ける手順は?
各原子の酸化数を求め、酸化数が減った原子を含む物質を探す
それが還元された物質=酸化剤。
Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu で、酸化されたのはどちらか?
亜鉛 Zn(酸化数 0 → +2)
銅は +2 → 0 に減っているので還元された(CuSO₄ が酸化剤)。
H₂S + I₂ → 2HI + S で、還元剤としてはたらいたのは?
硫化水素 H₂S(硫黄の酸化数が −2 → 0 に増えた)
ヨウ素 I₂ が酸化剤。
鉄がさびる反応で、鉄と酸素はそれぞれ酸化剤・還元剤のどちらか?
鉄が還元剤(酸化される)、酸素が酸化剤(還元される)
さびは身近な酸化還元反応。
酸化還元反応を防ぐ工夫の例を挙げると?
めっき・塗装・真空パック・脱酸素剤・酸化防止剤
酸素との接触を断つか、先に酸素と反応させてしまう。
食品の脱酸素剤に鉄粉が使われるのはなぜ?
鉄が酸素と反応しやすく(還元剤としてはたらき)、袋の中の酸素を先に消費してくれるから
食品の酸化を防げる。