酸化と還元【酸化還元反応】

化学変化は水素イオンH+が移動して起こる酸塩基反応と、電子e-が移動しておこる酸化還元反応とがあります。水素イオンH+のことをプロトン（陽子）と呼ぶことがありますが、これは、原子番号１番の水素が通常では電子を一つしか持っていいなくて、原子核には陽子が一つしかないため、電子を失った水素イオンH+は電子を持っていない単独の陽子と同じとなることからプロトンと呼ばれます。

酸塩基反応と酸化還元反応

酸塩基反応と酸化還元反応が混同されていることがありますが、酸塩基反応はプロトンの移動による反応で、酸化還元反応は電子の移動による反応です。

		酸塩基反応
		プロトン H⁺ を放出しやすい物質とプロトン H⁺ を受け取りやすい物質があれば、プロトン H⁺ が移動する化学反応が起きます。この反応を酸塩基反応といい、プロトン H⁺ を放出した物質を酸、プロトン H⁺ を受け取った物質を塩基といいます。

		酸化還元反応
		プロトン H⁺ ではなく電子 e^- を放出しやすい物質と受け取りやすい物質では、電子 e^- の移動が行われる酸化還元反応がおきます。酸化還元反応で電子 e^- を放出しやすい物質を還元剤、電子 e^- を受け取りやすい物質を酸化剤といいます。

酸塩基反応は水素イオン H⁺ の移動ですので、ｐHに影響があり、酸化還元反応は電子 e^-の移動であるので、酸化還元電位に影響があります。

酸と塩基

酸性物質は酸であり、アルカリ性物質は塩基となります。（アルカリ性は塩基性ともいいます）
よく混同される物に、酸性と酸化があります。酸性と酸化は基本的には別の定義になります。二酸化炭素 CO₂ のように酸性を示す酸化体や　酸素原子を分子中に含む硝酸 HNO₃ や炭酸 H₂CO₃ 等のオキソ酸は酸化力があるますが、塩酸 HCｌ などのように酸化力を持たない酸もあります。酸性だから酸化体であるわけではないので、間違えないようにしてください。（アルカリ性と還元を間違えることはないみたいなので、日本語の酸×が原因かもしれませんけど）

	酸
	酸塩基反応で H⁺ を放出する物質です。水に入れるとオキソニウム H₃O⁺ が生じます。
	炭酸 H₂CO₃ や硝酸 HNO₃ などのオキソ酸は、プロトン H⁺ を放出しやすい性質があります。

	塩基
	酸塩基反応で H⁺ を受け取る物質です。水に入れると水酸化イオン OH^- が生じます。
	アンモニア　NH₃　はプロトン H⁺ を受け取りやすく、アンモニウムイオン　NH₄⁺　になります。また水酸化イオン OH^- も H⁺ を受け取りやすく水 H₂O へと変化します。

酸化と還元

さて表題にもなっている酸化と還元です。

		酸化
		酸化還元反応で電子 e^-を放出する事をいいます。酸素は電子を受け取りやすく、酸素と結合すると酸素に電子を取られるので酸化というのですが、相手がなんであれ電子が取られれば酸化といいます。実は、これも混乱のうちの一要因になるのですが、水素を放出する事も酸化と呼びます。放出するのは水素で水素イオンではないことに注意してください。では、何故水素を放出するのが酸化かというと、水素と一緒に水素にある電子を放出してしまうためです。

		還元
		酸化還元反応において電子 e^-を受け取ることをいいます。酸化とは反対の反応なので水素を受け取ることも還元といいます。

酸化体（酸化剤）と還元体（還元剤）

もう少し呼び方を考えればいいのにと思うくらい紛らわしいのがこの酸化体・還元体です。普通、酸化体と聞けば酸化した物質だと思うのが当たり前のようなきがするのですが、これが全く違って、酸化体とは相手を酸化させる物質、つまり相手から電子を受け取る物質の事をいいます。酸化体は相手から電子を受け取るため、自身は還元されていくとになります。還元体も同じで、相手を還元させる物質のことをいいます。このトラップにかからないようにしてくださいね。

酸化体＝相手を酸化させる（電子を奪う）物質（自身は電子を受け取るので還元）
還元体＝相手を還元させる（電子を与える）物質（自身は電子がなくなるので酸化）

酸化力があるということは酸化体が沢山あるということで、酸化されているわけではないことに注意してください。

　銅と酸素の酸化還元反応で酸化銅が生成される例

銅は還元体、酸素が酸化体として振る舞い、一つの銅は酸素に２つの電子を与え、酸素は２つの銅から四つの電子を受け取って二つの酸化銅を生成します。

2Cu + O₂ -> 2CuO

半反応式

Cu -> Cu²⁺ + 2e^-
O₂ + 4e^- -> 2O^{2^-}
2Cu + O₂ -> 2Cu²⁺ + 2O^{2^-}

　酸素と水素の酸化還元反応で水が生成される例

酸素が酸化体、水素が還元体になります。酸素は二つの水素から四つの電子を受け取り、一つの水素は酸素に二つの電子を与えたことになります。

O₂ + 2H₂ -> 2H₂O

半反応式

H₂ -> 2H⁺ + 2e^-
O₂ + 4e^- -> 2O^2-
O₂ + 2H₂ -> 2O^2- + 4H⁺