酸化還元反応、または略して「レドックス」反応は、原子間の電子の交換を伴います。 酸化還元反応のどの元素に何が起こるかを決定するには、反応の前後の各原子の酸化数を決定する必要があります。 酸化数は、イオン状態にある原子の潜在的な電荷を表します。 反応中に原子の酸化数が減少すると、それは減少します。 原子の酸化数が増えると酸化されます。
一般的な酸化数の規則
原子の酸化数を決定するには、いくつかの一般的な規則を考慮する必要があります。 まず、元素物質の酸化数がゼロです。 第二に、原子を1つだけ含むイオンの酸化数は、そのイオンの電荷に等しくなります。 第三に、化合物中の元素の酸化数の合計はゼロに等しい。 第4に、複数の原子を持つイオンの元素の酸化数が全体の電荷に追加されます。
元素固有の酸化数規則
いくつかの元素または元素のグループには、予測可能な酸化数があります。 次のルールも考慮してください。 まず、グループ1Aイオンの酸化は+1です。 第二に、グループ2Aイオンの酸化数は+2です。 第三に、水素の酸化数は、金属と結合しない限り、通常+1です。 このような場合、酸化数は-1になります。 第四に、酸素の酸化数は通常-2です。 第五に、化合物中のフッ素イオンの酸化数は常に-1です。
酸化数の決定
酸化数の規則は、化学反応式の未知の元素の酸化数を決定するのに役立ちます。 たとえば、次の化学反応式について考えてみます。
Zn + 2HCl-> Zn2 + + H2 + 2Cl-
左側では、亜鉛の酸化数はゼロです。 水素は非金属に結合しているため、酸化数は+1です。 HClの正味電荷はゼロであるため、塩素の酸化数は-1です。 右側では、亜鉛の酸化数は+2で、イオン電荷と同じです。 水素は元素の形で発生するため、酸化数はゼロです。 塩素の酸化数はまだ-1です。
両面の比較
酸化還元反応で何が酸化され、何が還元されるかを決定するには、方程式の両側で酸化数の変化を追跡する必要があります。 上記の式では、亜鉛はゼロで始まり、+ 2で終わりました。 水素は+1で始まり、ゼロで終わりました。 塩素は-1のままでした。 亜鉛の酸化数が増加しました。 したがって、亜鉛は酸化されました。 水素の酸化数が減少しました。 したがって、水素が減少した。 塩素は酸化数に変化がなかったため、還元も酸化もされませんでした。