酸化・還元

酸の定義が色々あったように、酸化の定義も色々あります。まず字面に近い酸化の定義は「酸素がくっつく」という定義です。そして、酸化の逆が還元です。従って、還元の一つの定義は「酸素が失われる」です。

あと２つぜひ思い出せるようにしたいのが、水素 (H) に注目した定義と、電子 (e-) に注目した定義です。酸化は、水素を失うことです。還元は逆に水素がくっつくことです。また、電子に注目すると、酸化は電子を失うことです。還元は電子を受け取ることです。

電子に注目した酸化還元が最も重要といえます。例として銅が酸素と結びついて錆びて酸化銅になる反応（Cu + O → CuO）を考えます。銅に注目すると Cu → Cu²⁺ + 2e^– と表されます。電子を失っていて酸化です。一方、還元は電子を得る反応です。Cu + O → CuO の O に注目すると O → O^2- になっています。電子を得ているので還元されています。

先程の酸化銅のように、金属単体が金属イオンになる　というのは、代表的酸化反応です。金属単体のイオンのなりやすさを順に並べたものをイオン化傾向といいます。これはぜひ思い出せるようにしておくとよいです。『貸そうかな、まぁあてにすな、ひどすぎる借金』というゴロなど有名です。『K Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au』の順です。K に近い方がイオン化傾向が大きいです。溶けやすいといえます。Au に近い方がイオン化傾向が小さいです。溶けにくいといえます。

化学反応において、ある原子が酸化されているか還元されているかを判断するために便利な量が酸化数です。酸化数とは、以下のルールに基づききめられる数のことです。

ルール
１：単体中の原子の酸化数は０　例）H₂ における H の酸化数は０
２：単原子イオンの酸化数＝電荷の符号と価数　例）Na⁺ の酸化数は +1
３：化合物中の O は－２。例外は H₂O₂。これだけ O の酸化数が－１
４：化合物中の H は＋１。例外は水素化金属。LiH など。この水素の酸化数は －１
５：電荷を持たない化合物において、各原子の酸化数の総和が０
６：多原子イオンでは、各原子の酸化数の総和が、イオンの電荷の符号と価数と一致

例）
H₂O　における H、O
ルール４より H → ＋１
ルール３より O → －２

CaO における Ca
ルール３より、O が－２
ルール５より、Ca の酸化数と -2 を足したら０。
∴ Ca の酸化数は +2