この記事では、化学基礎「酸化還元反応」の解説をしていきます。
この項のポイントは以下の3つです。
- 酸化と還元
- 金属の酸化還元反応
- 酸化還元反応の応用
「酸化還元反応」は、化学基礎の6つめで最後の章です。今までの化学基礎をクリアしてきた方ならそう難しい内容ではないはず。
この単元をマスターすれば、化学基礎はほぼ理解したと言えます！
なお、前の単元は以下のリンクから飛べます。
酸化と還元
この項目は、「酸化と還元」の単元の入り口です。難しい内容ではないので、堅実に進みましょう！
さて、勉強していきましょう！
物質が酸素を受け取る変化を「酸化」、酸素を失う変化を「還元」と言います。
ここまでは中学生の知識。これを高校レベルにあげましょう。
例として、銅と酸素の反応を見ていきます。
2Cu + O2 → 2CuO
イオン反応式にしてみます。
- 2Cu→2Cu2+ + 4e–
- O2 + 4e– → 2O2-
これを見ると、「酸素を受け取る」＝「電子を失う」と言えますね。
なので、高校レベルの酸化の定義は「原子が電子を失う変化」です。
還元は「原子が電子を受け取る変化」ですね。
「Cu + Cl2 → CuCl2」という酸素が関係していない変化でも、「Cuは酸化された」と言えます。
金属の酸化還元反応
この項目は、「酸化と還元」の中でも暗記です。点が取りやすいので、しっかり覚えていきましょう！
金属には「イオン化傾向」というものがあり、簡単にいうと「金属が水溶液中で陽イオンになろうとする性質」のことです。
例えば亜鉛は銅よりイオン化傾向が大きいので、下の図のように、銅が溶けた水溶液に亜鉛を入れると亜鉛が溶ける（酸化される）代わりに銅が析出（還元される）します。
亜鉛はイオンになりたいけど、銅はイオンになりたくない。
亜鉛と銅の利害が一致したってイメージ！
金属の反応性
下の図は、金属の反応性についてまとめたものです。
丸暗記推奨！
表を暗記するのが大変ですが、左に行くほど空気・水・酸と反応しやすい物質ということ。
「イオン化傾向」と「反応の境界がどこにあるか」を覚えてしまえば、表の暗記にそれほど苦労はしないはずです！
酸化還元反応の応用
この項目をしっかり勉強すれば、化学基礎の次の「化学」の分野でも大活躍する知識が身につきます。しっかり覚えていきましょう！
ここで覚えて欲しいのが「電池」です。電池は酸化還元反応で出る電子を電気として使っています。
例えば、これはボルタ電池という原子的な電池です。
イオン化傾向の異なる2つの金属を導線で繋ぐと、イオン化傾向が大きい金属が溶けて電子を放出し、イオン化傾向が小さい金属が電子を受け取り析出します。
この過程で電子が発生しているので、電池になるというわけです。
化学基礎の電池はサラッと流されますが、化学になったらガッツリやります。
今はまだ、こんなもんかと思っておいてください。
まとめ
「酸化還元反応」について理解できましたか？
この記事の内容をまとめます。
- 酸化と還元：酸化とは「電子を失う反応」
- 金属の酸化還元反応：とにかく暗記！
- 酸化還元反応の応用：電池は化学でガッツリやります
酸化還元反応は、暗記問題が多いので確実に押さえておきましょう。
これで化学基礎の分野はおしまいです。
よくわからなかった人は、わからないところに戻って、堅実に進みましょう！
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