化学 ; 酸化還元反応

質問

化学を独学で勉強し始めたのですが、酸化還元反応でつまずいてしまいました。

次の二つの反応があります。

I. カルシウムを水に加える。
　　　 Ca → Ca^+ +2e^-　　　　　　　　　　....(1)
　2H2O + 2e^- → H_2 + 2OH^- ....(2)
2式より、e^-を消去して反応式を作ります。

II. フッ素を水に通じる。
　　　2H2O → O_2 + 4H^+ + 4e^- ....(3)
F_2 + 2e^- → 2F^- ....(4)
　　2式より、e^-を消去して反応式を作ります。

　　（某参考書から抜粋しました。）

(質問１)　式(2),(3)によると、酸化剤でも還元剤にもならないはずの水がその役をしているのはなぜですか。

(質問２)　酸化還元反応とは酸化剤、還元剤の反応前と後の形を覚え、半反応式を自分で作る物だと書いてありました。
　　　　　　しかし、どの参考書の表を見ても、"水"については書いてありません。
　　　　　　どのようにして式(2),(3)を作るのでしょうか。

回答No.2

Saturn5 · ベストアンサー

水のkじょうぞうしきは　Ｈ－Ｏ－Ｈ　です。
Ｏの電気陰性度がつよいので、Ｏ＝－２、Ｈ＝＋１ の状態になっています。

ここに、Ｆ２のような電子を強奪する酸化剤ｇあきたらどうなりますか？
Ｈ＝＋１　ということは、電子をぜんぜん持ってません。
どんな強盗も無一文の人からお金をとることはできません。
Ｏはかなり電気陰性度が強くて電子をとられることはほとんどないのですが、
Ｆ２はここからしか電子をとることはできません。
Ｈ２Ｏの（－２）であるＯ原子から電子をとって、単体のＯ２（０）になります。
２Ｈ２Ｏ　→　４Ｈ＋　＋　Ｏ２ ＋ ４ｅ－

Ｎａのような電子を押しつける相手があれば、電子をもらう相手はＨ＋です。
これが電子をもらってＨ２（０）になります。
Ｈ２ＯのＯ原子はすでに（－２）なので電子をもっているのです。
２Ｈ２Ｏ　＋　２ｅ－　Ｈ２　＋ ２ＯＨ－

お礼

なるほど!!

完全に理解しました。
２度の回答にたいへん感謝です。

回答No.3

ORUKA1951

酸化還元反応は、元々は
1) 酸素と結びつく反応を酸化、酸素を失う反応を還元でした。
　　さらに酸素と結びつく反応を酸化、水素と結びつく反応を還元
2) 酸素が関与しない場合は電子で考えますが、表に電子が表れない場合もあります。
　　この場合は酸化数で考えます。
酸化数の求め方は
　⇒酸化数( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%85%B8%E5%8C%96%E9%82%84%E5%85%83%E5%8F%8D%E5%BF%9C#.E9.85.B8.E5.8C.96.E6.95.B0 )
　⇒算出( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%85%B8%E5%8C%96%E6%95%B0#.E7.AE.97.E5.87.BA )
にある説明を覚えておけば良いでしょう。

＞酸化還元反応とは酸化剤、還元剤の反応前と後の形を覚え、半反応式を自分で作る物だと書いてありました。
　はあくまで受験テクニックです。それでは化学を理解したことにはなりません。一番目の参考ページの後半を読むと良いでしょう。
　水は酸化剤にも還元剤にもなりうるし、酸にも塩基にもなりうる物質です。

回答No.1

Saturn5

＞酸化剤でも還元剤にもならないはずの水がその役をしているのはなぜですか

疑問に思うのはもっともです。
酸化還元反応のついて、もう一度確認してください・
・酸化剤＝電子を受け取る物質
・還元剤＝電子を与える物質
電子を受け取るものがあれば、かならず与えるものがあるのです。

Ｆ２のような強い酸化剤、Ｃａのような強い還元剤ではこんなイメージです
・強い酸化剤＝電子を強奪するもの
・強い還元剤＝電子を押しつけるもの

Ｈ２Ｏは確かに酸化剤でも還元剤でもありません。
しかし、ＣａやＮａがあると電子を押しつけられてもらってしまいます。
電子を受け取ったことになるので酸化剤です。

Ｈ２ＯにＦ２（最強）がであうと、電子を強奪されます。
強奪であっても電子を与えたことになりますので還元剤です。

お礼

回答ありがとうございます。

確認してきました。
よく理解できましたが、後はどのようしして式(2),(3)を作るのでしょうか。
やはり丸暗記ですかね。