化 学 (化学反応)

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 ここでは,酸化還元反応に関連し,【酸素・水素の関わる酸化還元反応例】【酸素の関わる反応例】【水素の関わる反応例】に項目を分けて紹介する。

 【酸素・水素の関わる酸化還元反応例】

 最も身近な酸化還元反応は,燃焼と腐食である。その多くは,酸素と水素の関わる反応であるが,酸素や水素の関わらない反応も少なくない。
 ここでは,酸素の酸化・還元,水素の酸化・還元が関与する酸化還元反応(無機反応)を紹介する。
 
 一覧表の「関与物質」の欄は,反応物の中で“酸化される物質・還元される物質”を示し,酸化数の変化が無い物質は省略している。
 「反応式」の欄は,酸化数変化が分かりやすいように,物質の記述順を“酸化される元素を含む物質+還元される元素を含む物質+その他の物質”としたため,一般的に見慣れた順番とは異なる。
 「酸化数の変化」の欄は,酸化される元素を赤字,還元される元素を青字で示した。

 

 【酸素の関わる反応例】

 

反応例
関与物質  反応式 酸化数の変化
 アルカリ金属 (Li, Na, K) ・酸素   4Na + O2 → 2Na2O   Na 0 ⇒ + 1 , O 0 ⇒ - 2
 第二族元素 ( Mg, Ca など) ・ 酸素   2Mg + O2 → 2MgO   Mg 0 ⇒ + 2 , O 0 ⇒ - 2
 水素・酸素   2H2 + O2 → 2H2O   H 0 ⇒ + 1 , O 0 ⇒ - 2
 炭素・酸素   C + O2 → CO2   C 0 ⇒ + 4 , O 0 ⇒ - 2
 一酸化炭素・酸素   2CO + O2 → CO2 + 2H2O   C - 2 ⇒ + 4 , O 0 ⇒ - 2
 メタン・酸素   CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O   C - 4 ⇒ + 4 , O 0 ⇒ - 2
 アンモニア・酸素(触媒 Pt )   4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O   N - 3 ⇒ + 2 , O 0 ⇒ - 2
 二酸化窒素・酸素   2NO + O2 → 2NO   N + 2 ⇒ + 4 , O 0 ⇒ - 2
 無水硝酸   2N2O5 → 2N2O4 + O2   O - 2 ⇒ 0 , N + 5 ⇒ + 4
 硝酸(熱分解)   4HNO3 → 4NO2 + O2 + 2H2O   O - 2 ⇒ 0 , N + 5 ⇒ + 4
 硝酸鉛(熱分解)   2Pb(NO3)2 → 4NO2 + O2 + 2PbO   O - 2 ⇒ 0 , N + 5 ⇒ + 4
 硫黄・酸素   S + O2 → SO2   S 0 ⇒ + 4 , O 0 ⇒ - 2
 亜硫酸・酸素   2SO2 + O2 + 2H2O → 2H2SO4   S + 4 ⇒ + 6 , O 0 ⇒ - 2
 硫化水銀・酸素(加熱)   HgS + O2 → Hg + SO2   S - 2 ⇒ + 4 , Hg +2 ⇒ 0 , O 0 ⇒ - 2
 硫化水素・酸素(燃焼)   2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O   S - 2 ⇒ + 4 , O 0 ⇒ - 2
 硫化水素・酸素(水溶液)   2H2S + O2 → 2S + 2H2O   S - 2 ⇒ 0 , O 0 ⇒ - 2
 亜硫酸・過酸化水素   SO2 + H2O2 → H2SO4   S + 4 ⇒ + 6 , O - 1 ⇒ - 2
 硫化水素・過酸化水素   2HS + H2O2 → 2S + 2H2O   S - 2 ⇒ 0 , O - 1 ⇒ - 2
 銅・過酸化水素   Cu + H2O2 + H2SO4 → CuSO4 + 2H2O   Cu 0 ⇒ + 2 , O - 1 ⇒ - 2
 ヨウ化カリウム・過酸化水素   KI + H2O2 + H2SO4 → I2 + H2O + K2SO4   I - 1 ⇒ 0 , O - 1 ⇒ - 2
 ヨウ化カリウム・オゾン   2KI + O3 + H2SO4 → I2 + H2O + K2SO4   I - 1 ⇒ 0 , O 0 ⇒ - 2
 塩素酸カリウム(触媒 MnO2   2KClO3 → 2KCl + 3O2   O - 2 ⇒ 0 , Cl + 5 ⇒ - 1

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 【水素の関わる反応例】

反応例
関与物質  反応式 酸化数の変化
 水素・酸素   2H2 + O2 → 2H2O   H 0 ⇒ + 1 , O 0 ⇒ - 2
 水素・塩素   H2 + Cl2 → 2HCl   H 0 ⇒ + 1 , Cl 0 ⇒ - 1
 水素・よう素   H2 + I2 → 2HI   H 0 ⇒ + 1 , I 0 ⇒ - 1
 水素・窒素   3H2 + N2 → 2NH3   H 0 ⇒ + 1 , N 0 ⇒ - 3
 水素・酸化銅   H2 + CuO → Cu + 2H2O   H 0 ⇒ + 1 , O + 2 ⇒ 0
 アルカリ金属・水   2Na + 2H2O → 2NaOH + H2   Na 0 ⇒ + 1 , H + 1 ⇒ 0
 第二族元素・水   Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2   Mg 0 ⇒ + 2 , H + 1 ⇒ 0
 メタン・水(高温)   CH4 + H2O → CO + 3H2   C - 4 ⇒ + 2 , H +1 ⇒ 0
 一酸化炭素・水(高温)   CO + H2O → CO2 + H2   C + 2 ⇒ + 4 , H + 1 ⇒ 0
 アルミニウム・硫酸   2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2   Al 0 ⇒ + 3 , H + 1 ⇒ 0
 亜鉛・塩酸   Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2   Zn 0 ⇒ + 2 , H + 1 ⇒ 0
 亜鉛・硫酸   Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2   Zn 0 ⇒ + 2 , H + 1 ⇒ 0
 鉄・塩酸   Fe + 2HCl → FeCl2 + H2   Fe 0 ⇒ + 2 , H + 1 ⇒ 0

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