センター化学基礎「覚えるべき酸化剤と還元剤」イオン反応式のつくり方

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センター試験の化学や化学基礎で必ず出題される「酸化・還元」。ここではどの物質が酸化剤または還元剤としてはたらくのかを覚える必要があります。また、イオン反応式も自分でつくれるようになっておかなくてはなりません。今日は絶対暗記の酸化剤・還元剤、それらを使ったイオン反応式のつくり方を学習します。

酸化剤・還元剤とは?

酸化剤と還元剤を紹介する前に、酸化・還元とはどのような反応だったのかを簡単に復習します。定義がいくつかありますので確認しましょう。

酸化 還元
酸素 酸素と化合する 酸素を奪われる
水素 水素を奪われる 水素と化合する
電子 電子を失う 電子を得る
酸化数 増加する 減少する

様々な定義がありますが、酸化数の考え方がわかっていれば、すべて覚える必要は無く、酸化数の増減で酸化反応か還元反応なのかを判断することができます。

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酸化剤とは?

酸化剤とは、電子を受けとり相手の物質を酸化する物質のことです。自分自身は電子eを受けとるので還元されることになります。次の化学反応式を見てください。

酸化剤

下線の塩化水素HClは酸化剤でしょうか?それとも還元剤でしょうか?このとき下線部の原子の酸化数の変化を見れば酸化剤か還元剤かが判明します。

下線の水素Hの酸化数は+1でしたね。これが右辺の水素H2に変化すると、酸化数は0に変化します。単体の酸化数は0になるからです。

酸化剤

このとき、塩化水素HClは自らが還元され、相手の亜鉛Znを酸化していることがわかります。このように、自らは還元され、相手を酸化するような物質を酸化剤といいます。

還元剤とは?

還元剤とは、電子を失い相手の物質を還元する物質のことです。自分自身は電子e-を失うので酸化されることになります。次の化学反応式を見てください。

還元剤

下線部のカリウムKは酸化剤でしょうか?それとも還元剤でしょうか?ここでも酸化数の増減を見ていきます。単体のKの酸化数は0です。右辺のKOHのKの酸化数は+1になるので、カリウムK自身は酸化されたことになります。

還元剤

カリウムKは自らは酸化され、相手のH2Oを還元しているので還元剤になるということです。

酸化剤と還元剤は暗記?

酸化・還元で登場する酸化剤と還元剤は多岐にわたります。これを覚える必要があるのかという質問をよく受けますが、はっきりいってよく登場する酸化剤と還元剤は覚える必要があります。大変でしょうが頑張って覚えるようにしましょう。

覚えるべき酸化剤

式全体を暗記する必要はありません。どの物質やイオンが酸化剤で、反応後何という物質になるのかを覚えてください。

  • 過マンガン酸イオンMnO4
    MnO4+5e+8H+Mn2++4H2O
  • 二クロム酸イオンCr2O72-
    Cr2O72-+6e+14H+2Cr3++7H2O
  • 濃硝酸HNO3
    HNO3+e+H+NO2+H2O
  • 希硝酸HNO3
    HNO3+3e+3H+NO+2H2O
  • (熱)濃硫酸H2SO4
    H2SO4+2e+2H+SO2+2H2O
  • ハロゲンCl2
    Cl2+2e2Cl
  • 二酸化硫黄SO2
    SO2+4e+4H+S+2H2O
  • 過酸化水素H2O2
    H2O2+2e+2H+2H2O

覚えるべき還元剤

還元剤も式全体を暗記する必要はありません。どの物質やイオンが還元剤で、反応後何という物質になるのかを覚えてください。

  • シュウ酸H2C2O4
    H2C2O42CO2+2e+2H+
  • 硫化水素H2S
    H2SS+2e+2H+
  • 二酸化硫黄SO2
    SO2+2H2O→SO42-+2e+4H+
  • 過酸化水素H2O2
    H2O2O2+2e+2H+

イオン反応式のつくり方

イオン反応式のつくり方には色んな作り方がありますので、自分が考えやすい方法でつくってください。生徒に一番好評だった作り方を紹介します。

酸化剤の過マンガン酸イオンMnO4が、酸性条件下でマンガンイオンMn2+になる場合で説明します。

  1. MnO4Mn2+
    ここは覚えておいてください。
  2. MnO4→Mn2+4H2O
    Oの数をH2Oで合わせる。
  3. MnO48H+→Mn2++4H2O
    Hの数をH+で合わせる。
  4. MnO4+8H+5e→Mn2++4H2O
    両辺の電荷をe-で合わせる。

イオン反応式を書けるようになると、酸化還元の問題のほとんどが解けるようになりますので頑張って練習してください。

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