산화와 환원

산화와 환원

 

 

 

산화

한 물질이 ① 산소을 얻는 반응 ② 수소를 잃는 반응 ③ 산화수가 증가하는 반응, ④ 전자를 잃는 반응이다.

 

전자: 전자는 원자를 이루고 있는 구성성분(?) 이며 - 전기를 띄고 있다. 전자는 원자핵에 존재하는 양성자와 숫자가 같게 이루어져 있다고 보고되고 있으며 공유결합과 이온결합을 이루는 중요한 성분(?) 이다.

 

환원

 ① 산소를 잃는 반응 ② 수소를 얻는 반응 ③ 산화수가 감소하는 반응 ④ 전자를 얻는 반응에 의한 것이다.

 

산화수

화합물의 전자들이 원자들에 일정한 규칙에 따라 분배되었을 때 , 그 원자가 가진 전하량을 산화수라고 한다.

 

산화수를 결정하는 기준은 

1. 단체에 속하는 각 원자의 산화수는 0이다. H2, Br2, Na, Be, K, O2에서 각 원자 는 모두 산화수 0을 가진다.

 

2. 원소가 하나인 이온의 산화수는 그 이온의 전하량이다. Li+는 +1의 산화수를 가지고 Ba2+는 +2, Fe3+는 +3, I-는 -1, O2-는 -2의 산화수를 가진다.

 

3. 대부분의 화합물에서 H의 산화수는 +1이고 O의 산화수는 -2이다. 예외적으로 H가 금속과 이온성 hydride를 만들 경우에는 (LiH, NaH, CaH2 등) 산화수가 -1이다. 그리고 과 산화물 (H2O2, Na2O2 등)에서 O의 산화수는 -1이다.

 

4. 중성화합물의 산화수의 합은 0이어야하며 다원자이온의 산화수의 합은 그 이온의 전하량 이다.

 

산화제와 환원제

산화와 환원은 서로 동반하여 일어나며 다른 반응 없이 한 반응만 일어나지 않는다. 한 물질이 산화될 때 다른 물질은 환원된다. 예로서 다음 반응에서 산화구리는 환원되고 수소는 산화된다.

 

CuO(s) + H2(g) → Cu(s) + H2O(l)

 

CuO는 H2가 산화되도록 하므로 CuO를 산화제라 하며 H2는 CuO가 환원되게 하므로 환원제라고 한다. 환원제는 산화되는 물질이며 산화제는 환원되는 물질이다. 산화제로는 과망간산이온(MnO4-), 중크롬산이온(Cr2O72-) 및 오존(O3) 이 많이 사용된다.

 

산화제는 방부제, 소독약, 및 표백제로 사용되고 있으며 또한 생체계, 즉 태양에너지를 저장하기 위한 광합성, 포도당을 산화하는 대사, 산소의 수송 등에서도 중요한 역할을 한다. 환원제는 금속의 제련, 불포화지방의 경화 및 사진현상 등에 사용되고 있다.

 

원자.

원자란 원자핵과 전자로 이루어진 집합과 비슷한 것이다. 원자는 거의 구형이며 중심에는 중성자와 양성자로 이루어진 핵이 존재하고 그 외곽에는 전자가 돌고 있다. 원자핵중 양성자는 +전기를 띄며, 중성자는 전기적 성질을 가지고 있지 않다.

 

분자.

분자는 원자가 모여 이루어진 집합과 비슷한 것이다. 우리가 쉽게 마시는 물은 수소원자와 산소원자가 이루고 있는 분자이다. H2O = H2 + O = 수소1몰과 산소 1/2몰