理科ラボ

化学基礎｜酸化還元（2）酸化剤と還元剤

酸化剤は電子を受け取り、還元剤は電子を出す

相手を酸化する物質が酸化剤、相手を還元する物質が還元剤です。電子のやりとりで考えると、酸化剤が受け取る電子と還元剤が出す電子の数は必ず等しくなり、反応する量が計算できます。予想してから5つのステップで確かめよう。

ことばの準備

さきに知っておくこと

    ステップ1

    H₂ を酸化しているのは？

    予想：CuO ＋ H₂ → Cu ＋ H₂O。水素 H₂ を酸化している物質（酸化剤）は？

    青い点＝電子、青い輪＝電子を受け取る場所。赤紫＝KMnO₄（MnO₄⁻）の色。

    予想を選ぶと、ここで条件を変えられるようになります。

    公式

    この単元の式

    名前式ことばで言うと・単位
    MnO₄⁻ の半反応式MnO₄⁻ ＋ 8H⁺ ＋ 5e⁻ → Mn²⁺ ＋ 4H₂O電子を 5 個受け取るMn ＋7 → ＋2
    Fe²⁺ の半反応式Fe²⁺ → Fe³⁺ ＋ e⁻電子を 1 個出す(COOH)₂ → 2CO₂ ＋ 2H⁺ ＋ 2e⁻ は 2 個
    量的関係酸化剤の mol × 受け取る e⁻ ＝ 還元剤の mol × 出す e⁻電子の数をそろえるMnO₄⁻ 1 mol ↔ Fe²⁺ 5 mol

    半反応式どうしの電子の数をそろえて足すと、イオン反応式ができる（e⁻ が消える）。

    重要語句

    この単元でおさえること

    確認問題へ問題ページへ →実験道具：酸化と還元酸素をうばう物質・うばわれる物質を見分けよう →

    実験のあとに読む

    なぜ「電子の数」をそろえるのか

    何を比べる？

    酸化銅と水素の役割、酸化剤・還元剤の半反応式と電子の数、MnO₄⁻ と Fe²⁺・シュウ酸の電子の受けわたし、KMnO₄ を落としたときの色、過酸化水素と 2 つの相手の反応を比べます。

    結果をどう考える？

    電子は消えたり新しく生まれたりしません。還元剤が出した電子は、すべて酸化剤が受け取ります。だから、酸化剤が受け取る電子の物質量と、還元剤が出す電子の物質量は必ず等しくなります。この関係を使うと、MnO₄⁻ 1 mol と反応する Fe²⁺ が 5 mol であることが分かります。

    まちがえやすい点・モデルの条件

    「H₂O₂ はいつも酸化剤」はまちがいです。KMnO₄ のような強い酸化剤が相手のときは、H₂O₂ は電子を出して O₂ になる還元剤としてはたらきます。

    制作：現役の理科教員 ／ 制作の考え方