大学受験「化学」勉強法 ⑧酸化還元反応は酸化数を押さえる

酸化還元反応は酸化数を押さえる

 酸化反応は,燃焼から鉄さびの生成,食品の劣化まで,身の回りのあらゆるところで目にすることが出来る反応です.

 たとえば,銅の酸化反応Cu + O2 → 2CuOや,炭素による酸化銅の還元2CuO + C → 2Cu + CO2などは中学校でも学習するもので,比較的理解しやすい反応です.

 高校化学では,このような酸化,還元という直接の現象と共に,酸化還元反応で起こる電子の授受,すなわち,ある分子が電子を受け取ったのか(酸化された),あるいは電子を失ったのか(還元された)というところに目を向けます.

 このとき,電子を受け取りやすい物質(銅,鉄など)と電子を失いやすい物質(酸素など)を簡単に見分けるために,酸化数という値を用います.

 酸化数は,ある原子や分子が仮想的に(形式的に)イオンになったときの価数です.

 酸化銅CuOであれば,Cu2+ と O2-が化合した物質と見ることが出来ます.

 酸化数が0の純物質の銅Cuに対する仮想的なイオンがCu2+と考えると,元の銅に比べて酸化数は0 → +2と増えています.

 高校の化学では,このように酸化数が増えることを酸化された(酸素を還元した→還元剤)と言います.酸素を見ると,酸化数0の酸素分子O2から仮想的なイオン2O2-となって酸素原子1個あたりの酸化数は-2減少しています.

 酸化数が減少することを還元された(銅を酸化した→酸化剤)といいます.

 酸素分子が酸化剤なのは身近な現象からも明らかでわかりやすいと思います.

 一方,この反応において,酸素分子が還元されたということや,銅が還元剤である,ということは,中学まで学んできた酸化や還元と比べると直感的ではなく,イメージがわきにくいものと思います.

 イメージがわきにくいということは,すなわち,酸化還元反応について理解しているかどうか試しやすいということになり,出題されやすいということになるのです.

 酸化還元反応はパターンもあまり多くはありません.酸化数の考え方を理解した上で,決まり切った反応については覚えてしまいましょう.  

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