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第2節　酸化剤と還元剤

Ａ　酸化剤と還元剤

►酸化剤と還元剤

　酸化作用を有する物質を酸化剤という。一般に相手の物質に酸素を与えるもの，相手の物質から水素を奪うもの，相手の物質から電子を奪うものである。また，還元を起こさせることのできる物質を還元剤という。即ち，相手の物質から酸素を奪うもの，相手の物質に水素を与えるもの，相手の物質に電子を与えるものである。次表に普通用いられる酸化剤と還元剤を分類して示す。

　中間的な酸化数をもつ物質は，場合により酸化剤にも還元剤にもなる。例えば，SO₂のSの酸化数は＋4だが，Sにはその他に−2，0，＋6等の酸化数を示す物質がある。酸化剤と反応する時は，SO₂は還元剤として働き酸化数は＋6になる。還元剤と反応する時は，SO₂は酸化剤として働き酸化数は0になる(即ち単体が析出する)。H₂O₂のOの酸化数は−1であり，Oには−2と0の酸化数もあるので，SO₂と同様にH₂O₂も酸化剤と還元剤の両方の働きをする。

酸化剤・還元剤
分　　　類		19世紀半ば頃までに知られていたもの	比較的新しいもの
酸 化 剤	単　　　　体	O2，O3，Cl2，Br2，I2，S等	F2やフッ素化試薬
	酸　化　物	MnO2，PbO2，CuO，Ag2O等
	オキソ酸の塩	硝石，塩素酸塩，次亜塩素酸塩，ヨウ素酸塩，
		臭素酸塩，クロム酸塩，過マンガン酸塩，
		バナジン酸塩，ビスマス酸塩等
	過酸化物	H2O2，Na2O2，BaO2，H2SO5等
	そ　の　他	王水，硝酸，熱濃硫酸，熱濃過塩素酸，
		ヘキサシアノ鉄(�V)酸塩(フェリシアン化物)，
		鉄(�V)塩，セリウム(�W)塩等
還 元 剤	単体	H2，C，P，金属(Zn，Sn等)と酸，Na，Mg，	Al
		金属アマルガム等
	水素化合物	HI，H2S，NH3とその誘導体，PH3，AsH3，	金属水素化物とそ の誘導体
		炭化水素(鉱油)等
	酸化物	CO，SO2，P2O3，H3AsO3，H2PHO3，HNO2，
		H2SO3等
	その他	鉄(�U)塩，スズ(�U)塩，硫化物，	低酸化状態のTi， V，Cr化合物
		ヘキシアノ鉄(�U)酸塩(フェロシアン化物)，
		シュウ酸・グルコース等の有機物等

Ｂ　酸化還元の化学反応式

►酸化還元反応式のつくり方

酸化剤Oxは，電子を得て他の物質に変化するが，この反応が可逆である場合に，その逆反応では，生成物が電子を失って元の酸化剤に戻るので，正反応による生成物は還元剤Reとして働く。即ち，

Ox₁＋ne⁻ ―→ Re₁　…(1)

また，還元剤についても，同様に考えると，

Re₂ ―→ Ox₂＋me⁻　…(2)
　この(1)，(2)でe⁻の数が等しければ，m×(1)＋n×(2)より，次式が得られる。
　　　mOx₁＋nRe₂ ―→ mRe₁＋nOx₂　　…(3)
　一般に，酸化還元の反応式はこの様な形になっている。(1)や(2)の様な式で関係づけられる一対の物質((1)ではOx ₁とRe₁，(2)ではRe₂とOx ₂)を，酸化還元対または“redox”対という。そして， (1)や(2)の半反応式から電子e⁻を消去してそれらを組み合わせると，酸化還元反応を示すイオン反応式が得られる。

例えば，塩素(酸化剤)とヨウ化カリウム(還元剤)の反応は，次式のようになる。

Cl2＋2e^−―→ 2Cl^−･･･(4)	}	(4)＋(5)	Cl2+2I^−―→ 2Cl＋I2
2I^―−2e^−―→ I2･･･(5)			Ox1 Re2　 　　Re1 Ox2

　

　教科書には，酸化剤・還元剤の酸化還元対の半反応式をe⁻を用いて示した。半反応式はO原子でも示すことができ，下表にその働き方を示す。

酸化剤・還元剤の働き方
酸 化 剤	オゾン	O3 ―→ O2＋(O)
	過酸化水素	H2O2 ―→ H2O＋(O)
	過マンガン酸カリウム	2MnO4^−＋6H^＋―→ 2Mn^2^＋＋3H2O＋5(O)
	塩　素	Cl2＋H2O ―→ 2HCl＋(O)
	二クロム酸カリウム	Cr2O7^2^−＋8H^＋―→ 2Cr^3^＋＋4H2O＋3(O)
	希硝酸	2HNO3 ―→ 2NO＋H2O＋3(O)
	濃硝酸	2HNO3 ―→ 2NO2＋H2O＋(O)
	熱濃硫酸	H2SO4 ―→ SO2＋H2O＋(O)
	二酸化硫黄	SO2 ―→ S＋2(O)
還 元 剤	ナトリウム	2Na＋(O) ―→ Na2O
	シュウ酸	H2C2O4＋(O) ―→ 2CO2＋H2O
	水　素	H2＋(O) ―→ H2O
	硫化水素	H2S＋(O) ―→ S＋H2O
	二酸化硫黄	SO2＋H2O＋(O) ―→ H2SO4
	酸化鉄(II)	2Fe^2^＋＋2H^＋＋(O) ―→ 2Fe^3^＋＋H2O
	塩化スズ(II)	Sn^2^＋＋2H^＋＋(O) ―→ Sn^4^＋＋H2O
	過酸化水素	H2O2＋(O) ―→ H2O＋O2

►ＣＯＤ(chemical oxgen demand)

一定条件下で酸化剤を用いて試料水を処理し，化学的に酸化される被酸化物質の量を酵素の消費量として求めたもので，汚染物質の濃度を表す尺度である。

Ｃ　金属の酸化還元反応

►イオン化傾向

金属の単体が水溶液中で電子を放出して陽イオンになる傾向の大小をいう。これを大きいものから順番に並べたものはイオン化列と呼ばれている。イオン化列の順序は定性的に定められたものだが，最近は標準電極電位の測定によって得られた序列，即ち電気化学列とその配列がほぼ一致する事から，電気化学列をイオン化列と区別しないで用いている。

イオン化列の中に水素H₂を入れているのは，金属と酸との反応で，水素イオンが電子を受け取って水が生じるかどうかを判定できるからである。

標準電極電位〔V〕