酸化・還元と電気分解とは?

酸化と還元

今までは、酸化と還元について別々に考えてきましたが
ここで酸化・還元をまとめて考えてみましょう。

かんたんな例として、炭素が燃える場合を考えてみましょう。




炭素原子の原子価は0、二酸化炭素になったときは炭素の原子価は4です。
すなわち、炭素は原子価0から4に増えて酸化されたことになります。

酸素は、反応するまえは電気的に中性で原子価は0
二酸化炭素になったときは 一2価にかわります。

つまり、酸素は0から-2価に原子価が減ったことになり
これはすなわち酸素が還元されたことにほかならないのです。

このように、酸化と還元はいつも同時に起こるものです。
一方が酸化されているときにはもう一方は必ず還元されています。

いろいろな酸化・還元反応について自分で考えてみてください。

酸化・還元とイオン

すでに述べたように酸化は原子の+電気が増えること、
あるいは-電気が減ることであり、還元は+電気が減ること
あるいは-電気が増えることです。

原子は原子核の周りに-電気をおびた電子という粒がとりまいている形をしています。

その電子が増えたり、減ったりすると
原子は-電気をおびたり+電気をおびたりします。

原子が電気をおびた状態にあるものをイオンといいます。

こうして見ると、原子が+イオンになることは酸化であり
-イオンになることは還元であるということができます。

また、反対に+イオンが原子になることは還元であり
-イオンが原子になることは酸化です。



酸化・還元と電気分解

酸化・還元とイオンの関係を電気分解について考えてみましょう。

食塩の水溶液はナトリウムイオンと塩素イオンに分かれています。
これを電気分解すると、塩素イオンは陽極(プラス極)に引かれ
そこで電子を陽極にわたして塩素原子となり、これが2個で塩素分子になります。

つまり、塩素イオンは酸化されたわけです。
ナトリウムイオンは陰極(一極)に引かれますが
水が電離してできた水素イオンのほうが電子をもらいやすい性質をもっているので
電子をもらって水素原子となり、これが二個で水素分子になります。

つまり水素イオンは還元されたのです。
ナトリウムイオンは、食塩水の中に水酸イオンとともに残ります。

そのほかの電気分解のときにも
陽極や陰極で、必ず酸化・還元の反応が起こっているのです。

また、金属のメッキのときにも酸化・還元が起こっています。







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