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・水素の関わらない反応】【反応例】に項目を分けて紹介する。

 【酸素・水素の関わらない反応】

 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,酸化・還元される元素が酸素・水素以外の酸化還元反応の例を紹介する。なお,有機化合物・反応関連は,化合物合成法などの紹介と合わせて【有機化学の基礎】で紹介するので,ここでは,無機反応を中心に紹介する。
 
 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。

 

 【反応例】

関与物質  反応式 酸化数の変化
 炭素・二酸化炭素   C + CO2 → 2CO   C 0 ⇒ + 2 , C + 4 ⇒ + 2
 炭素(酸化カルシウム)   3C + CaO → CaC2 + CO   C 0 ⇒ + 2 , C 0 ⇒ - 1
 カーバイト(水)   CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2   C 0 ⇒ + 2 , C 0 ⇒ - 2
 炭素・酸化銅   C + 2CuO → 2Cu + CO2   C 0 ⇒ + 4 , Cu + 2 ⇒ 0
 一酸化炭素・酸化鉄(Ⅲ)   CO + 3Fe2O3 → CO2 + 2Fe3O4   C + 2 ⇒ + 4 , Fe + 3 ⇒ + 2
 一酸化炭素・四酸化三鉄   CO + Fe3O4 → CO2 + 3FeO   C + 2 ⇒ + 4 , Fe + 3 ⇒ + 2
 一酸化炭素・酸化鉄(Ⅱ)   CO + FeO → CO2 + Fe   C + 2 ⇒ + 4 , Fe + 2 ⇒ O
 炭素・酸化鉄(Ⅲ)   3C + 2Fe2O3 → 3CO2 + 4Fe   C 0 ⇒ + 4 , Fe + 3 ⇒ O
 一酸化炭素・一酸化窒素(触媒)   2CO + 2NO → 2CO2 + N2   C + 2 ⇒ + 4 , N + 2 ⇒ 0
 マグネシウム・二酸化炭素   2Mg + CO2 → 2MgO + C   Mg 0 ⇒ + 2 , C + 4 ⇒ 0
 過マンガン酸カリウム・シュウ酸   2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4
   → 2MnSO4 + 10CO2 + K2SO4 + 8H2O
  C + 3 ⇒ + 4 , Mn + 7 ⇒ + 2
 二酸化窒素(水)   3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO   N + 4 ⇒ + 5 , N + 4 ⇒ + 2
 四酸化二窒素(水)   N2O4 + H2O → HNO3 + HNO2   O + 4 ⇒ + 5 , N + 4 ⇒ + 3
 亜硝酸アンモニウム(水溶液・加熱)   NH4NO2 → N2 + 2H2O   N - 4 ⇒ 0 , N + 4 ⇒ 0
 銅・希硝酸   3Cu + 8HNO3
 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
  Cu 0 ⇒ + 2 , N + 5 ⇒ + 2
 銅・濃硝酸   Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O   Cu 0 ⇒ + 2 , N + 5 ⇒ + 4
 銀・希硝酸   3Ag + 4HNO3 → 3AgNO3 + NO + 2H2O   Ag 0 ⇒ + 1 , N + 5 ⇒ + 2
 銀・濃硝酸   Ag + 2HNO3 → AgNO3 + NO + 2H2O   Ag 0 ⇒ + 1 , N + 5 ⇒ + 4
 金・王水(硝酸,塩酸)   Au + 4HCl + HNO3
  →Au + NOCl + Cl2 + HCl + H2O
  → HAuCl4 + NO + H2O
  Cl - 1 ⇒ 0 , N + 5 ⇒ + 3
 Au 0 ⇒ + 3 , Cl 0 ⇒ - 1, N + 3 ⇒ + 2
 
 亜硫酸・よう素   SO2 + I2 + H2O →2HI + H2SO4   S + 4 ⇒ + 6 , I 0 ⇒ - 1
 硫化水素・亜硫酸   2H2S + SO2 → 3S2 + 2H2O   S - 2 ⇒ 0 , S + 4 ⇒ 0
 銅・硫酸(濃・熱)   Cu + 2H2SO4 → CuSO4 +SO2O + 2H2O   Cu 0 ⇒ + 2 , S + 6 ⇒ + 4
 銀・硫酸(濃・熱)   2Ag + 2H2SO4 → Ag2SO4 +SO2O + 2H2O   Ag 0 ⇒ + 1 , S + 6 ⇒ + 4
 銀・硫黄   2Ag + S → Ag2S   Ag 0 ⇒ + 1 , S 0 ⇒ - 2
 硫化水素・亜硫酸   2H2S + SO2 → 3S + 2H2O   S - 2 ⇒ 0 , S + 4 ⇒ 0
 チオ硫酸ナトリウム・よう素   2Na2S2O3 + I2 → 2NaI + Na2S4O6   S + 2 ⇒ + 5 , I 0 ⇒ - 1
 塩素(水)   Cl2 + H2O → HCl + HClO   Cl 0 ⇒ + 1 , Cl 0 ⇒ - 1
 塩素(水酸化ナトリウム)   Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O   Cl 0 ⇒ + 1 , Cl 0 ⇒ - 1
 濃塩酸・酸化マンガン(Ⅳ)   4HCl + MnO2 → MnCl2 + Cl2   Cl - 1 ⇒ 0 , Mn + 4 ⇒ + 2
 塩酸・次亜塩素酸ナトリウム   2HCl + NaClO → NaCl + H2O + Cl2   Cl - 1 ⇒ 0 , Cl + 1 ⇒ - 1
 アルカリ金属・塩素   2Na + Cl2 → 2NaCl   Na 0 ⇒ + 1 , Cl 0 ⇒ - 1
 アルミニウム・酸化クロム(Ⅲ):テルミット反応   2Al + Cr2O3 → Al2O3 + 2Cr   Al 0 ⇒ + 3 , Cr + 3 ⇒ 0
 硫酸鉄(Ⅱ)・重クロム酸   6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4
→ 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
  Fe + 2 ⇒ + 3 , Cr + 6 ⇒ + 3

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