酸化と還元
酸化数とは
- 単体の原子の酸化数はゼロ
- \( H_2 \) の \( H \) や \( O_2 \) の \( O \)、黒鉛 \( C \) の酸化数はいずれも \( 0 \)
- 化合物の場合、\( Na, K, H \) の酸化数が \( +1 \)、\( O \) の酸化数が \( -2 \) であることを基準にして酸化数の総和は \( 0 \)
- \( H_2 S \) の場合…\( H \) の酸化数が \( +1 \) なので \( S \) の酸化数が \( -2 \) になる。
-
- 例外
- 過酸化水素 \( H_2 O_2 \) は \( O \) の酸化数を \( -1 \) にする
- 水素化ナトリウム \( NaH \) は \( H \) の酸化数を \( -1 \) にする
- 単原子イオンの原子の酸化数はそのイオンの価数に等しい
- \( Na^+ \) の \( Na \) の酸化数は \( +1 \)、\( S^{2-} \) の酸化数は \( -2 \)
- 多原子イオンの原子の酸化数の総和はそのイオンの仮数に等しい
- \( MnO_4^- \) の全体の酸化数は \( -1 \)、\( O \) の酸化数は \( -2 \) であるから \( Mn \) の酸化数は \(\quad (-1)\ -\ (-2) \times 4 = +7 \)
酸化剤・還元剤
| 物質 | 反応 | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 酸化剤 | \( \text{ \colorbox{yellow} {過酸化水素（酸性以外）} }\) | \( H_2 O_2 \) | \( H_2 O_2 \) | \( + \) | \( 2e^- \) | \( \longrightarrow \) | \( 2OH^- \) | ||||||
| 酸化剤 | \( \text{ \colorbox{yellow} {過酸化水素（酸性）}} \) | \( H_2 O_2 \) | \( H_2 O_2 \) | \( + \) | \( 2H^+ \) | \( + \) | \( 2e^- \) | \( \longrightarrow \) | \( 2H_2O \) | ||||
| 酸化剤 | 塩素 | \( Cl_2 \) | \( Cl_2 \) | \( + \) | \( 2e^- \) | \( \longrightarrow \) | \( 2Cl^- \) | ||||||
| 酸化剤 | 濃硝酸 | \( HNO_3 \) | \( HNO_3 \) | \( + \) | \( H^+ \) | \( + \) | \(e^- \) | \( \longrightarrow \) | \( NO_2 \) | \( + \) | \( H_2 O \) | ||
| 酸化剤 | 希硝酸 | \( HNO_3 \) | \( HNO_3 \) | \( + \) | \( 3H^+ \) | \( + \) | \( 3e^- \) | \( \longrightarrow \) | \( NO \) | \( + \) | \( 2H_2 O \) | ||
| 酸化剤 | 熱濃硫酸 | \( H_2 SO_4 \) | \( H_2 SO_4 \) | \( + \) | \( 2H^+ \) | \( + \) | \( 2e^- \) | \( \longrightarrow \) | \( SO_2 \) | \( + \) | \( 2H_2 O \) | ||
| 酸化剤 | 過マンガン酸カリウム（酸性） | \( K Mn O_4 \) | \( Mn O_4 \) | \( + \) | \( 8H^+ \) | \( + \) | \( 5e^- \) | \( \longrightarrow \) | \( Mn^{2+} \) | \( + \) | \( 4H_2 O \) | ||
| 酸化剤 | 二クロム酸カリウム | \( K_2 Cr_2 O_7 \) | \( Cr_2 O_7 ^{2-} \) | \( + \) | \( 14H^+ \) | \( + \) | \( 6e^- \) | \( \longrightarrow \) | \( 2 Cr^{3+} \) | \( + \) | \( 7H_2 O \) | ||
| 酸化剤 | \( \text{ \colorbox{yellow} {二酸化硫黄 }} \) | \( SO_2 \) | \( SO_2 \) | \( + \) | \( 4H^+ \) | \( + \) | \( 4e^- \) | \( \longrightarrow \) | \( S \) | \( + \) | \( 2H_2 O \) | ||
| 還元剤 | 水素 | \( H_2 \) | \( H_2 \) | \( \longrightarrow \) | \( 2H^+ \) | \( + \) | \( 2e^- \) | ||||||
| 還元剤 | \( \text{ \colorbox{yellow} {過酸化水素 }}\) | \( H_2 O_2 \) | \( H_2 O_2 \) | \( \longrightarrow \) | \( O_2 \) | \( + \) | \( 2H^+ \) | \( + \) | \( 2e^- \) | ||||
| 還元剤 | ナトリウム | \( Na \) | \( Na \) | \( \longrightarrow \) | \( Na^+ \) | \( + \) | \( e^- \) | ||||||
| 還元剤 | 塩化スズ（II） | \( Sn Cl_2 \) | \( Sn^{2+} \) | \( \longrightarrow \) | \( Sn^{4+} \) | \( + \) | \( 2e^- \) | ||||||
| 還元剤 | 硫化鉄（II） | \( FeSO_4 \) | \( Fe^{2+} \) | \( \longrightarrow \) | \( Fe^{3+} \) | \( + \) | \( e^- \) | ||||||
| 還元剤 | \( \text{ \colorbox{yellow} {二酸化硫黄 }} \) | \( SO_2 \) | \( SO_2 \) | \( + \) | \( 2H_2 O \) | \( \longrightarrow \) | \( SO_4^{2-} \) | \( + \) | \( 4H^+ \) | \( + \) | \( 2e^- \) | ||
| 還元剤 | 硫化水素 | \( H_2 S \) | \( H_2 S \) | \( \longrightarrow \) | \( S \) | \( + \) | \( 2H^+ \) | \( + \) | \( 2e^- \) | ||||
| 還元剤 | シュウ酸 | \( (COOH)_2 \) | \( (COOH)_2 \) | \( \longrightarrow \) | \( 2 CO_2 \) | \( + \) | \( 2H^+ \) | \( + \) | \( 2e^- \) | ||||
| 還元剤 | シュウ酸ナトリウム | \( Na_2(COO)_2 \) \( Na_2 C_2 O_4 \) | \( C_2 O_4 ^2 \) | \( \longrightarrow \) | \( 2 CO_2 \) | \( + \) | \( 2e^- \) |