中2化学【還元】

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で解説しています。

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1.還元

■還元
酸化物が酸素を失うこと。
酸化とは逆の反応。
※「」の漢字間違いに注意!

「還元」とは「元に戻す」意味があります。

イオンモールなどでよく見る「お客様還元セール」というのは、お客に感謝の気持ちをお返ししますよということ。

理科では「酸化物を酸化前の状態に戻すこと」。

つまり酸化物から酸素が失われる反応のことです。

ただし、酸化物が酸素を失って、その酸素をもらってくれる物質が必要です。

以下にその例を見てみましょう。

(例1)酸化銅の炭素による還元

(反応の様子) 酸化銅 + 炭素 → 銅 + 二酸化炭素

この反応では、酸化銅は銅になりました。

酸化銅が受けたのは還元という化学変化です。

一方で酸化銅が失った酸素はどこへ行ったのか、というと。

この失われた酸素を炭素がもらいます。

そして二酸化炭素になりました。

炭素は二酸化炭素へと変化したのです。

炭素が受けたのは酸化という化学変化です。

このように還元が起こるときには酸化が同時に起こっています。

(例2)酸化銅の水素による還元

(反応の様子) 酸化銅 + 水素 → 銅 + 水

この反応では、酸化銅は銅になりました。

酸化銅が受けたのは還元という化学変化です。

一方で酸化銅が失った酸素はどこへ行ったかというと。

その酸素を水素がもらいました。

そして水へと変化しました。

水素は水へと変化したのです。

水素が受けたのは酸化という化学変化です。

やはり還元が起こるときには酸化が同時に起こっています。

(例3)*二酸化炭素のマグネシウムによる還元

(反応の様子) 二酸化炭素 + マグネシウム → 炭素 + 酸化マグネシウム

この反応では、二酸化炭素が酸素を失って、炭素になりました。

二酸化炭素が受けたのは還元という化学変化です。

一方で二酸化炭素が失った酸素はどこへ行ったかというと。

その酸素をマグネシウムがもらうのです。

そしてマグネシウムと酸素が結びつき、酸化マグネシウムになりました。

ここでマグネシウムが受けたのは酸化という化学変化です。

ここでも還元が起こるときには酸化が同時に起こっています。


【よくある間違いに注意!】

ここまで順番に勉強してきている人は、「酸化銀の熱分解」という反応を学習しているはず。

※忘れた人は→【分解】←のページで解説しています。

酸化銀の熱分解の反応のようすは

酸化銀 → 銀 + 酸素

です。

酸化銀を加熱することで、銀と酸素が生じます。

この反応では、確かに酸化銀は酸素を失っています。

では、酸化銀が受けた化学変化は「還元」と呼ぶのではないか?

そう思う人もいると思います。

しかし、酸化銀が失った酸素を受け取る物質が存在していません

つまり酸化された物質がありません。

中学理科では ”「還元」の反応では同時に「酸化」が起こっていないといけない” のです。

そのため、酸化銀が受けた化学変化は還元である、ということができません。

POINT!!

・還元の反応では、酸素を受け取ってもらう物質が必要。

・還元が起こっているとき、同時に酸化も起こっている!

2.酸素との結びつきやすさ

酸化銅 + 炭素 → 銅 + 二酸化炭素 の反応で・・・

先ほども登場した、還元の代表的な反応です。

この反応で、酸化銅は、炭素によって酸素を奪われた、ということができます。

つまり銅と炭素を比べたとき、酸素と結びつきやすい順番があって、炭素>銅という順番なのです。

(炭素の方が酸素と結びつきやすい)

二酸化炭素 + マグネシウム → 炭素 + 酸化マグネシウム の反応では・・・

こちらの化学変化では、どうでしょうか。

二酸化炭素は還元されて、炭素になっています。

つまり二酸化炭素は、マグネシウムに酸素を奪われた、ということができます。

よって炭素とマグネシウムを比べたとき、酸素と結びつきやすい順番がやっぱりあるのです。

その順番はマグネシウム>炭素です。

(マグネシウムの方が酸素と結びつきやすい)

この2つをまとめると・・・

この2つの反応から、銅・炭素・マグネシウムの3つの「酸素と結びつきやすい順番」を考えると・・・

マグネシウム>炭素>銅

という順番ということになります。

必ず覚えなければならないものでもないですが、余裕があれば覚えておきましょう。

3.還元の利用

私たちの日常生活に欠かせない”鉄”。

自然界では酸化鉄の形で存在します。

自然にある、酸化鉄を含む鉱物を鉄鉱石といいます。

現実の世界では、鉄を取り出したいときは、鉄鉱石を利用します。

とくに鉄鉱石の中でも、酸化鉄の多い赤鉄鉱や磁鉄鉱を利用します。

これらの鉄鉱石にコークス(炭素)を混ぜ合わせ加熱し、酸化鉄を還元して鉄を取り出しています。

しかし、この取り出した鉄の中には炭素が多く混じってしまいます。

(純粋な鉄ではない)

そのため、酸素を吹きこみ、炭素を酸化して二酸化炭素にしてしまいます。

こうすることで不純物である炭素を取り除きます。

このように鉄鉱石とコークスによって還元の反応を利用して鉄がつくられています。

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