ナトリウムはその外側の電子を失い、安定な電子配置を与えます。この電子は発熱的にフッ素原子に入ります。. 数滴のグリセロール(穏やかな還元剤)が粉末過マンガン酸カリウム(強力な酸化剤)に加えられると、自己発火を伴う激しい酸化還元反応が始まります. 酸化還元(還元酸化反応の略)(発音:/ r d ks / redoksまたは/ ri d ks / reedoks)は、原子の酸化状態が変化する化学反応です。. そのような反応はいずれも、還元プロセスと相補的酸化プロセスの両方、電子移動プロセスに関わる2つの重要な概念を含む。. 酸化還元反応には、原子の酸化状態が変化するすべての化学反応が含まれます。一般に、酸化還元反応は化学種間の電子の移動を含む. 電子が取り除かれた化学種は酸化されたと言われ、電子が加えられた化学種は還元されたと言われる. 簡単に説明することができます。 酸化は、分子、原子、またはイオンによる電子の損失または酸化状態の増加です。. 一例として、木材の燃焼中に、空気からの酸素が減少し、酸化された炭素から電子を得る。. 酸化反応は一般に酸素分子からの酸化物の形成と関連しているが、他の化学種が同じ機能を果たすことができるので、酸素は必ずしもそのような反応に含まれるわけではない。. 反応は、錆の形成の場合のように比較的ゆっくりと、または火災の場合にはもっと速く起こり得る。. 二酸化炭素(CO2)を生成するための炭素の酸化やメタン(CH4)を生成するための水素による炭素の還元などの単純な酸化還元プロセス、および人体でのグルコース(C6H12O6)の酸化などのより複雑なプロセスがあります。. 語源 「レドックス」は「還元」と「酸化」という言葉のportmanteauです。.
鉄 錆びる 酸化 くすみ二酸化酸素(O 2(g))は歴史的に最初に認められた酸化剤であったので、酸化という言葉はもともと酸素との反応が酸化物を形成することを意味していた。. 最終的に、その意味は電子の損失を含むすべてのプロセスを含むように一般化されました. 還元という言葉はもともと金属を抽出するために金属酸化物などの金属鉱石を加熱した際の重量の減少を意味していました. Antoine Lavoisier(1743 1794)は、この体重の減少はガスとしての酸素の減少によるものであることを示しました. 「還元」は電子の獲得について言えば直感に反するように思われますが、還元を酸素の損失と考えるのに役立つかもしれません。それはその歴史的な意味でした。. 電子は負に帯電しているので、これを電荷の減少として考えることもまた有用である。. 電気化学者のJohn Bockrisは、電子化と脱電子化という言葉を使用して、電極で起こる還元と酸化のプロセスをそれぞれ説明しています。. これらの言葉はプロトン化と脱プロトン化に似ていますが、世界中の化学者によって広く採用されていません. 水素は多数の反応、特に有機化学および生化学において還元剤であるため、「水素化」という用語を還元の代わりに使用することができる。. しかし、その根元の要素を超えて一般化されてきた酸化とは異なり、水素化は他の物質に水素を追加する反応へのその特定の関係を維持しています。. 、不飽和脂肪の飽和脂肪への水素化、R CH = CH R + H 2 R CH 2 CH 2 R).鉄 錆びる 酸化 マグネシウム定義 酸塩基反応と同様に、酸化と還元のプロセスは同時に発生し、互いに独立して発生することはできません。. 2つの半反応が常に一緒に起こり全体の反応を形成するので、酸化のみおよび還元のみをそれぞれ半反応と呼ぶ。. 半反応を書くとき、得られたまたは失われた電子は典型的には、半反応が電荷に関して均衡を保つために明示的に含まれる。. 酸化と還元は酸化状態の変化を適切に指すが、実際の電子の移動は決して起こらないかもしれない. 原子の酸化状態は、異なる元素の原子間のすべての結合が100%イオン性である場合に原子が持つであろう架空の電荷です。. 従って、酸化は酸化状態の増加として、そして酸化状態の減少としての還元として最もよく定義される。. 実際には、電子の移動は常に酸化状態の変化を引き起こしますが、電子移動が起こらなくても「酸化還元」として分類される多くの反応があります(共有結合を含むものなど)。. 酸化剤および還元剤 レドックスプロセスでは、還元剤は電子を酸化剤に移動させる. 従って、反応において、還元剤または還元剤は電子を失いそして酸化され、そして酸化剤または酸化剤は電子を獲得しそして還元される。. 、Fe 2+ / Fe 3+ 酸化剤 酸化性化学物質に関する国際ピクトグラム. 主な記事:酸化剤 他の物質を酸化する(電子を失わせる)能力を持つ物質は酸化的または酸化的であると言われ、酸化剤、酸化剤、または酸化剤として知られています。. つまり、酸化剤(酸化剤)は他の物質から電子を取り除き、それ自体が還元されます。. 他の物質を酸化することによって余分な電子を得ることができる、高い過陰性元素(O 2、F 2、Cl 2、Br 2)、H 2 O 2、MnO 4、CrO 3、Cr 2 O 2、OsO 4)。. 減速機 主な記事:還元剤 他の物質を還元する(電子を獲得させる)能力を持つ物質は還元性または還元性であると言われ、還元剤、還元剤、または還元剤として知られています.鉄 錆びる 酸化 温度リチウム、ナトリウム、マグネシウム、鉄、亜鉛、およびアルミニウムなどの正金属元素は、優れた還元剤です。. NaBH 4やLiAlH 4などの水素化物移動剤は、主にカルボニル化合物からアルコールへの還元において、有機化学において広く使用されています。. 別の還元方法は、パラジウム、白金、またはニッケル触媒と共に水素ガス(H 2)を使用することを含む。. これらの接触還元は、主に炭素 - 炭素二重または三重結合の還元に使用されます。. 標準電極電位(還元電位) 各半反応は標準電極電位(E 0セル)を有し、それはカソード反応が考慮される半反応でありそしてアノードが標準水素である電気化学セルの標準条件下での平衡における電位差または電圧に等しい。水素が酸化されている電極: 1 2 H2 H + + e . 各半反応の電極電位は、その還元電位E0red、または半反応が陰極で起こるときの電位としても知られている。. その値は定義によりH + + e 1 2 H 2に対してゼロであり、H +より強い酸化剤に対して正である(e. セル内で起こる酸化還元反応の場合、電位差は次のとおりです。 E0cell = E0cathode E0anode しかしながら、アノードでの反応の電位は時々酸化電位として表された。 E0ox = E0red. 酸化電位は還元剤が酸化される傾向の尺度であるが、電極における物理的電位を表すものではない。. この表記法では、セル電圧方程式はプラス記号で書かれます。 E0セル= E0red(カソード)+ E0ox(アノード) 酸化還元反応の例 酸化還元反応のイラスト 良い例は、水素とフッ素の反応で、水素は酸化され、フッ素は還元されます。 H2 + F2 2 HF この全体的な反応を2つの半反応として書くことができます。 酸化反応: H2 2 H + + 2 e そして還元反応: F2 + 2 e 2 F 各半反応を個別に分析することで、化学プロセス全体をより明確にすることができます。. 酸化還元反応の間に電荷の正味の変化はないので、酸化反応において過剰な電子の数は、(上記に示されるように)還元反応によって消費される数と等しくなければならない。. 反応を一緒に加えると、電子は打ち消されます。 H2 2 H + + 2 e F2 + 2 e 2 F H2 + F2 2 H + + 2 F そしてイオンは結合してフッ化水素を形成します。 2 H + + 2 F 2 HF 全体的な反応は次のとおりです。 H2 + F2 2 HF メタルディスプレースメント 酸化還元反応は、写真のガルバニックセルのような電気化学セルの背後にある力です。. 電池は、CuSO 4溶液中の銅電極にワイヤおよび多孔質ディスクで接続されたZnSO 4溶液中の亜鉛電極から作られる。. この種の反応では、化合物中(または溶液中)の金属原子が他の金属の原子に置き換えられます。.鉄 錆びる 酸化 見分け方例えば、金属亜鉛を硫酸銅(II)溶液に入れると銅が析出します。 Zn(s)+ CuSO 4(水溶液)ZnSO 4(水溶液)+ Cu(s) 上記反応において、亜鉛金属は硫酸銅溶液から銅(II)イオンを置換し、従って遊離銅金属を遊離させる。. この反応のイオン方程式は次のとおりです。 Zn + Cu 2+ Zn 2+ + Cu 2つの半反応として、亜鉛が酸化されていることがわかります。 Zn Zn 2+ + 2 e そして銅は減らされます: Cu 2+ + 2 e Cu その他の例 酸の存在下での硝酸塩の窒素への還元(脱窒): 2NO 3 + 10e + 12H + N 2 + 6H 2 O 水、二酸化炭素、一酸化炭素などの一部酸化された形、熱エネルギーを生成する内燃機関などでの炭化水素の燃焼. 有機化学では、酸素による炭化水素の段階的酸化は水を生成し、続いてアルコール、アルデヒドまたはケトン、カルボン酸、そして次に過酸化物を生成する。. 腐食と錆 水和酸化鉄(III)Fe 2 O 3・nH 2 Oと酸化鉄(III) - 水酸化物(FeO(OH)、Fe(OH)3)からなる酸化鉄(III)や錆のような酸化物要素 黄鉄鉱キューブに錆びた鉄 腐食という用語は、酸素などの酸化剤との反応における金属の電気化学的酸化を指す。. さび、酸化鉄の形成は、電気化学的腐食のよく知られた例です。それは鉄の金属の酸化の結果として形作る. 一般的なさびは、多くの場合、次の化学反応で形成された酸化鉄(III)を指します。 4 Fe + 3 O 2 2 Fe 2 O 3 酸の存在下での過酸化水素による鉄(II)の鉄(III)への酸化 Fe 2 + Fe 3+ + e H 2 O 2 + 2 e 2 OH 総合方程式: 2 Fe 2+ + H 2 O 2 + 2 H + 2 Fe 3+ + 2 H 2 O 産業における酸化還元反応 陰極防食は、金属表面を電気化学セルの陰極にすることによって金属表面の腐食を制御するために使用される技術です。. 簡単な保護方法は、保護された金属をより腐食しやすい「犠牲陽極」に接続して陽極として機能する. 陰極防食の一般的な用途は亜鉛メッキ鋼であり、そこでは鋼部品上の亜鉛の犠牲コーティングがそれらを錆から保護します。. 酸化は、洗浄剤の生産や、アンモニアを酸化して硝酸を生産するなど、さまざまな産業で使用されています。硝酸は、ほとんどの肥料で使用されています。. レドックス反応は、電気エネルギーを発生させるかまたは電気合成を支援することができる電気化学セルの基礎である. 金属鉱石は、酸化物や硫化物などの酸化状態の金属を含むことが多く、純金属は還元剤の存在下で高温で製錬することによって抽出されます。.鉄 錆びる 酸化 見分け方電気メッキのプロセスは、クロムメッキの自動車部品、銀メッキのカトラリー、亜鉛メッキ、金メッキの宝石類のように、酸化還元反応を利用して物体を薄い材料層でコーティングします。. 生物学における酸化還元反応 上:アスコルビン酸(ビタミンCの還元型)下:デヒドロアスコルビン酸(ビタミンCの酸化型) 多くの重要な生物学的プロセスは酸化還元反応を伴います. 例えば、細胞呼吸は、グルコース(C 6 H 12 O 6)のCO2への酸化と酸素の水への還元です。. 細胞呼吸の要約式は次のとおりです。 C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 6 CO 2 + 6 H 2 O 細胞呼吸の過程はまた、NAD +からNADHへの還元および逆反応(NADHからNAD +への酸化)に大きく依存する。. 光合成と細胞呼吸は相補的ですが、光合成は細胞呼吸における酸化還元反応の逆ではありません。 6 CO2 + 6 H2O +光エネルギーC 6 H 12 O 6 + 6 O 2 生物学的エネルギーはしばしば酸化還元反応によって貯蔵され放出される. 中間段階として、還元炭素化合物を使用してニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD +)をNADHに還元し、これがプロトン勾配の形成に寄与し、これがアデノシン三リン酸(ATP)の合成を推進し、酸素の還元によって維持される。. フリーラジカル反応はホメオスタシスの一部として起こり、微生物を殺す酸化還元反応であり、そこでは電子が分子から外れ、それからほとんど瞬時に再付着する。. フリーラジカルは酸化還元分子の一部であり、それらが酸化還元分子または酸化防止剤に再結合しない場合、人体に有害になる可能性があります. 満足していないフリーラジカルは、彼らが遭遇する細胞の突然変異に拍車をかけることができます、そしてそれ故に、癌の原因. 酸化還元状態という用語は、細胞や臓器などの生体系におけるGSH / GSSG、NAD + / NADHおよびNADP + / NADPHのバランスを表すためによく使用されます。. それらの相互変換はこれらの比率に依存する、例えば、乳酸塩およびピルビン酸塩、β-ヒドロキシ酪酸塩、およびアセト酢酸塩)。. 異常な酸化還元状態は、低酸素、ショック、敗血症などのさまざまな有害な状況で発症する可能性があります. ミトコンドリアおよび葉緑体におけるDNAの機能に関するCoRR仮説によれば、酸化還元タンパク質およびそれらの遺伝子は酸化還元調節のために同じ場所になければならない.鉄 錆びる 酸化 ロン分レドックスサイクリング 多種多様な芳香族化合物が酵素的に還元されて、親化合物よりも1つ多い電子を含むフリーラジカルを形成します。. 一般に、電子供与体は多種多様なフラボ酵素およびそれらの補酵素のいずれかである。. 一旦形成されると、これらのアニオンフリーラジカルは分子状酸素をスーパーオキシドに還元し、そして未変化の親化合物を再生する。. 正味の反応は、フラボ酵素の補酵素の酸化およびスーパーオキシドを形成するための分子状酸素の還元である。. 砂岩の交互の赤と白/緑の帯は地下水酸化還元化学における酸化と還元条件に対応する. 地質学では、酸化還元は鉱物の形成と鉱物の移動の両方にとって重要であり、またいくつかの堆積環境においても重要です。. それはそれから還元性の流体が岩を通過するときに緑色または時に白色の形に「漂白」されます. 地質学的プロセスに影響を与える酸化還元状態の有名な例には、ウラン鉱床やモキ大理石が含まれます。. 酸化還元反応のバランス レドックスプロセスのための全体的な電気化学反応を記述することは酸化と還元のための成分半反応のバランスをとることを必要とする. 一般に、水溶液中の反応では、これは酸化変化を補償するためにH +、OH、H 2 O、および電子を加えることを含む。. 酸性媒体 酸性媒体では、全体の反応のバランスをとるために、H +イオンと水が半反応に追加されます。. 鉄 錆びる 酸化 くすみたとえば、マンガン(II)がビスマス酸ナトリウムと反応すると、 アンバランスな反応 Mn 2+(水性)+ NaBiO 3(s)Bi 3+(水性)+ MnO 4(水性) 酸化: 4 H 2 O(1)+ Mn 2 +(aq)MnO 4(aq)+ 8 H +(aq)+ 5 e 削減: 2 e + 6 H + + BiO 3(s)Bi 3 +(aq)+ 3 H 2 O(l) 反応は、2つのハーフセル反応を同数の電子が関与するように拡大縮小することによってバランスがとられます(酸化反応に還元工程の電子数を掛け、その逆も同様です)。 8 H 2 O(1)+ 2 Mn 2+(aq)2 MnO 4(aq)+ 16 H +(aq)+ 10 e 10 e + 30 H + + 5 BiO 3(s)5 Bi 3 +(aq)+ 15 H 2 O(l) これら2つの反応を追加すると、電子項が削除され、バランスの取れた反応が得られます。 14 H +(aq)+ 2 Mn 2 +(aq)+ 5 NaBiO 3(s)7 H 2 O(1)+ 2 MnO 4(aq)+ 5 Bi 3 +(aq)+ 5 Na +(aq) 基本メディア 塩基性媒体では、反応全体のバランスをとるために、OHイオンと水が半反応に追加されます。. たとえば、過マンガン酸カリウムと亜硫酸ナトリウムの反応では、 アンバランスな反応 KMnO 4 + Na 2 SO 3 + H 2 O MnO 2 + Na 2 SO 4 + KOH 削減: 3 e + 2 H 2 O + MnO 4 MnO 2 + 4 OH 酸化: 2 OH + SO 2 3 SO 2 4 + H 2 O + 2 e 2つの半電池反応における電子数のバランスをとると、次のようになります。 6 e + 4 H 2 O + 2 MnO 4 2 MnO 2 + 8 OH 6 OH + 3 SO 2 3 3 SO 2 4 + 3 H 2 O + 6 e これら2つの半電池反応を足し合わせると、平衡方程式が得られます。 2 KMnO 4 + 3 Na 2 SO 3 + H 2 O 2 MnO 2 + 3 Na 2 SO 4 + 2 KOH ニーモニック 酸化還元に関与する重要な用語はしばしば混乱を招く. 例えば、酸化された試薬は電子を失います。しかしながら、その試薬は還元剤と呼ばれる。. これらのニーモニックは、用語を暗記するのを助けるために学生によって一般的に使用されます。 「OIL RIG」酸化は電子の損失、還元は電子の獲得です. 「LEORA says GEROA」電子の損失は酸化(還元剤)、電子の獲得は還元(酸化剤). 「RED CAT」と「AN OX」、または「AnOx RedCat」(「ox-red cat」)の還元がカソードで起こり、アノードが酸化用. 「RED CATはAN OXが失う量を増やす」陰極での還元(電子)は陽極酸化が失う(電子). また見なさい 嫌気性呼吸 ベッセマープロセス バイオレメディエーション カルバンサイクル 化学方程式 化学ループ燃焼 クエン酸回路 電気化学シリーズ 電気化学 電解 電子当量 電子輸送チェーン 電気合成 ガルバニ電池 水素化 膜電位 微生物燃料電池 求核的抽象化 有機レドックス反応 酸化的添加および還元的除去 酸化的リン酸化 部分酸化 酸化防止剤 還元ガス 還元剤 雰囲気を減らす 削減の可能性 熱反応 トランスメタレーション 参考文献 ノート ^ "英語の酸化還元の酸化還元の定義|オックスフォード辞書". CS1 maint:エディタパラメータを使用します(リンク) ^ Bockris、ジョンO& M. ^ a b cフィリップス、ジョン。 Strozak、ビクター。ウィストロム、シェリル(2000). ^ a b c Zumdahl、スティーブン。 Zumdahl、スーザン(2009). 外部リンク ウィキクォートに関連する引用があります。 ウィキメディア・コモンズには酸化還元反応に関連するメディアがあります.
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June 2019
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