酸化剤・還元剤とイオン化傾向
反応の中で「相手を酸化する側」が酸化剤、「相手を還元する側」が還元剤です。金属の場合はイオン化傾向で強弱がわかります。
基本知識
代表的な酸化剤(電子を奪う):
・KMnO4 (硫酸酸性で強力)
・K2Cr2O7
・濃 HNO3, 希 HNO3, 熱濃 H2SO4
・Cl2, O3, H2O2 (普段)
代表的な還元剤(電子を渡す):
・H2S, SO2 (通常)
・KI, FeSO4
・(COOH)2 (シュウ酸)
・H2O2 (KMnO4 相手など強い酸化剤に対しては還元剤)
金属のイオン化傾向(覚え方: K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au): 左ほどイオン化(=酸化)されやすく、強い還元剤。
酸化剤（電子を受け取り、自身は還元される物質）
還元剤（電子を与え、自身は酸化される物質）
半反応式（酸化剤・還元剤の電子の授受を別々に書いた式）
イオン化傾向（金属が陽イオンになろうとする強さの順）
イオン化列（K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Ni>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au）
H2O2 の両性（普段は酸化剤、強い酸化剤に対しては還元剤として働く）
深掘り (背景・意義)
酸化剤・還元剤の半反応式の例:
・KMnO4 (硫酸酸性): MnO4- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O (赤紫→ほぼ無色)
・H2O2 (酸化剤として): H2O2 + 2H+ + 2e- → 2H2O
・(COOH)2 (還元剤): (COOH)2 → 2CO2 + 2H+ + 2e-
イオン化傾向の応用:
・水に反応する金属: K, Ca, Na (常温の水)、Mg (熱水)、Al, Zn, Fe (高温水蒸気)
・酸に反応する金属: イオン化傾向が H より大きいもの
・Cu, Hg, Ag は酸化力の強い酸 (HNO3, 熱濃 H2SO4) のみと反応
・Pt, Au は王水 (濃 HNO3:濃 HCl = 1:3) のみ
- 酸化剤の代表: KMnO4, K2Cr2O7, HNO3, 熱濃H2SO4
- 還元剤の代表: H2S, SO2, KI, FeSO4, (COOH)2
- H2O2 は両刀 (普段酸化剤、強相手で還元剤)
- イオン化列: K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
- イオン化傾向が大きい = 強い還元剤 = 反応性が大
- H より大の金属 → 希酸に水素を発生して溶ける
- Pt, Au は王水のみ
注意点 (混同しやすい)
① H2O2 と SO2 は両刀(条件で酸化剤にも還元剤にもなる)。② 濃硝酸と希硝酸の生成物が違う(濃: NO2、希: NO)。③ Cu や Ag は希塩酸・希硫酸には溶けない(酸化力不足)。HNO3 や熱濃 H2SO4 なら溶ける。④ Al, Fe, Ni は濃硝酸で不動態を形成して反応が止まる。
練習
- KMnO4 が硫酸酸性で酸化剤として働くときの半反応式を書きなさい。
- Cu と Zn ではどちらがイオン化傾向が大きいか。
- 金や白金を溶かす特別な酸を何というか。