酸化は水素を奪われる？

質問

酸化は、電子を奪われることであり、
水素を奪われることという意味が分かりません。
電子はマイナス、水素はH＋なのに。
教えてください。

回答No.3

osaji-h · ベストアンサー

確かにNo.1の方のいうとおり、それが定義です。
化学の世界でいう“酸化”は、次の3つすべてを指します。
　1．ある物質が酸素と結びつく（一般的な「酸化」）
　2．ある物質が電子を奪われる
　3．ある物質が水素を奪われる
2と3は、1の定義を拡大した結果です。

まず1→2の拡大から。
酸化マグネシウムが酸素と結びつくと、酸化マグネシウムが生成されます。
これを反応式で書くと下のとおり。
　2Mg　＋　O2　→　2MgO
酸化マグネシウムが生成される前には、電子が移動して原子がイオン化される段階があります。
マグネシウムは原子1つから電子を2つずつ奪われ、2価の陽イオンになります。
上の反応式に、電子の移動を書き込むとこのとおり。
　2Mg　＋　O2　→　（　2Mg　－　2×2e-　）　＋　（　2O　＋　4e-　）　→　2Mg++　＋　2O--　→　2MgO
このように、酸素と結びつく際には必ず電子を奪われる段階があるので、「酸化とは電子を奪われることだとしよう」となったらしいです。

ここでもう一歩進めると、電子を奪われるのが酸化なら、もともと陽イオンだったものは酸化されると電気的に中性になりますね。
水素イオンH+は電子e-を受け取り同じ水素原子と共有結合になることで水素分子H2となります。
　2H+　＋　2e-　→　H2
たとえば塩酸HClが電気分解で水素と塩素に分かれる＝水素を奪われる反応を見てみましょう。
　2HCl　→　H2　＋　Cl2
塩酸＝塩化水素の水溶液は、液体中では水素イオンと塩化物イオンに分かれています。
ここに電気を流す＝電子の流れを与えると、マイナスの電極では水素イオンが電子を受け取って水素原子になり、プラス側では塩化物イオンが電子を奪われて塩素原子になります。
水素原子と塩素原子はそれぞれ共有結合になって、水素分子と塩素分子になります。
この過程を式にすれば、以下のようになります。
　2HCl　→　2H+　＋　2Cl-　→　（　2H+　＋　2e-　）　＋　（　2Cl-　－　2e-　）　→　H2　＋　Cl2
電子の移動に着目すれば、塩化物イオンは電子を奪われて酸化され、水素イオンは逆に還元されています。

ところで、ご存じかもしれませんが水溶液の酸性・アルカリ性を決めるのは、液中の水素イオンH+と水酸化物イオンOH-の比率です。
水素イオンが多ければ酸性、水酸化物イオンが多ければアルカリ性で、H+とOH-の量が等しいH2O＝水は中性です。
だから、水素イオンが還元されて水素が奪われることを酸化だということにしておけば、何かと便利なんです。

以上、せいぜい高校2年くらいまでしか化学の知識のない専門外の説明ですので、本当に化学に詳しい人から見たら「違う違う！」とか言われるかもしれませんけど。
高校の授業で“酸化”と言われると必ず1→2→3と順を追わないとわからなかった人間の解釈でした。

お礼

回答ありがとうございます。
式を分解して考えると、水素が出て行くとき、酸素が結びつくときに
電子を奪われるという意味が分かるのですね。

回答No.4

ORUKA1951

酸化とは、本来は金属が文字通り酸素と結びつくことを言いました。
　ここで、酸化が起きるときは必ず還元も起きていることを理解しておいてください。
家庭でできる簡単な実験を例に、銅線を用意してコンロで過熱してみましょう。
　2Cu + O₂ → 2CuO
では、銅は酸化されていますが、酸素は還元されているのです。
　この黒くなった銅線--十円玉でも良いが法令違反--をアルコール(メタノールでもエタノールでも)に入れてみましょう。砂糖でも良い。
　CuO + CH₃OH → Cu + HCHO + H₂O
　CuO + C₂H₅OH → Cu + CH₃CHO + H₂O
と元の銅の色に戻ります。 このとき、銅は還元されていますが、酸化されたのはアルコールです。アルコールから水素原子が奪われています。
　また、黒くなった十円玉と一円玉を間に、塩水で湿らせたろ紙(ティッシュ)をはさんで、重ねて一円玉と１０円玉を銅線などでショートさせると
　3Cu²⁺ + 2Al → 3Cu + 2Al³⁺
と銅が還元されます。

　これらを見ると、酸化とは
・酸素と結びつく。
・水素を奪われる。
・電子をうしなう。
　が酸化でありその逆
・酸素をうしなう。
・水素を与える。
・電子を受け取る。
　のが還元とするとなります。

　化学では、通常もっとも応用の利く電子をやり取り---酸化数の変化で酸化還元を判断することが多いです。その電子の失われた数---酸価数とは
1)単体中の原子の酸化数は 0 とする。単体のCuは0価です。
2)単原子イオンは、そのイオン原子の酸化数はイオンの電荷(正)の数と等しいとみなす。Cu²⁺は2価
3)化合物中の酸素原子の酸化数は －2 とする。
　ただし、過酸化物の酸素は －1 の酸化数。
4)化合物中の水素原子の酸化数は +1 とする。
　ただし、金属水素化物の水素は －1 の酸化数。
5)電荷を持たない化合物については、それを構成する各原子の酸化数の総和は 0 になる。
（CuO は Cu²⁺ + O²⁻　で ±0
6)複数の原子で構成されるイオンは、それを構成する各原子の酸化数の総和はイオンの全体の価数と同じ
のように考えると良いでしょう。

お礼

ありがとうございます。

回答No.2

aries_1

ある物質Aに水素が1つ付加し、H+A→HAとなったとします。
このとき、水素の酸化数は+1より、Aの酸化数は0→-1と変化します。
酸化数が減少したので、Aは還元されたことになります。

同様に、HA→H+Aという反応が起こると、Aの酸化数は-1→0となり、増加します。
「Aの酸化数が増加=Aは酸化された」と定義されていますので、酸化は水素を奪われるという定義もまた真になります。

お礼

回答ありがとうございます。
酸化数に注目するといいのですね。

回答No.1

windwald

意味も何もありません。定義です。
なお、水素Hであって、H+ではありません。
電子もただ単なるマイナスとは違います。

お礼

回答ありがとうございます。