24節：酸化と還元

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ここでは、狭い意味と広い意味での酸化・還元の定義、酸化剤と還元剤の働き、代表的な酸化剤・還元剤の例を解説します。

狭い意味では、物質が酸素と化合することを酸化といい、酸化物が酸素を失うことを還元といいます。

炭素Cが酸素と化合してCO₂になっており、炭素が酸化されています。

この反応では、二酸化炭素CO₂が酸素を失って一酸化炭素COになっており還元され、炭素Cは酸素と化合して一酸化炭素COになっており酸化されています。

広い意味では、物質が水素または電子を失うことを酸化といい、物質が水素または電子を得ることを還元といいます。

電子の授受にまで酸化と還元の定義を広げると、酸化と還元は常に同時に起きていることになります。これを酸化還元反応といいます。

例えば、物質AとBがあり、Aは酸化によりCに変化し、Bは還元によりDに変化したとします。この場合、A・BからC・Dへの変化全体を酸化還元反応といい、Aの酸化とBの還元は同時に進行します。

先ほどの例を用いると、次のように表せます。

AからCへの変化が酸化であり、BからDへの変化が還元です。

酸化剤は相手物質を酸化させ、自身は還元される物質です。還元剤は相手物質を還元させ、自身は酸化される物質です。

一般に酸化剤になりやすい物質として、酸素O₂があります。また、ハロゲン（塩素Cl₂・臭素Br₂・ヨウ素I₂）は相手物質から電子を奪う性質があるため、酸化剤としてはたらきます。

還元剤になりやすい物質として、水素H₂・一酸化炭素CO・ナトリウムNa・カリウムKがあります。特にナトリウムやカリウムなどの金属は、陽イオンになることで相手物質に電子を与えやすい性質があります。

過酸化水素H₂O₂は、相手物質から電子を受け取る酸化剤としてはたらく場合が多いです。

しかし、過マンガン酸カリウムKMnO₄のような強い酸化剤に対しては、過酸化水素H₂O₂は相手物質に電子を与える還元剤としてはたらきます。