第三部:化学反応 酸化・還元反応
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ここでは,最も身近な酸化還元反応として, 【酸素・水素の関わらない酸化還元反応例】 を紹介する。
酸素・水素の関わらない酸化還元反応例
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。
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) | C + 2C + CaO → CO + CaC2 | C 0 ⇒ +2 , C 0 ⇒ -1 |
炭素・酸化銅 | C + 2CuO → CO2 + 2Cu | 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 | 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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