[산화-환원 반응] 산화수 규칙, 산화-환원반응 균형 맞추기

 

산화-환원 반응

수용액에서 일어나는 일반적인 반응의 형태는 두 화학종 간의 전자 이동을 포함하는 것이다. 이런 반응을 산화-환원 반응이라고 부른다. 금속과 산의 반응을 포함한 많은 반응들이 이 범주에 속한다.

산화-환원반응에서 한 화학종은 전자를 잃는데 이를 산화되었다고 하고, 전자를 얻은 다른 화학종은 환원되었다고 한다.

 

ex) Zn (s) + 2 H+ (aq) → Zn2+ (aq) + H2 (g)

아연은 두 개의 전자를 잃는다

Zn (s) → Zn2+ (aq) + 2 e-

수소이온은 하나의 전자를 얻는다.

2H+ (aq) + 2 e- → H2 (g)

 

산화와 환원은 함께 일어난다.

산화-환원반응에서 전자수에서 알짜변화는 없다

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산화제, 환원제

전자를 잃도록 하는 것 : 산화제

(산화제는 환원된다.)

전자를 얻도록 하는 것 : 환원제

(환원제는 산화된다.)

이들을 반응물로 나타낸다 (생성물이 아님)

 

ex) Zn (s) + 2 H+ (aq) → Zn2+ (aq) + H2 (g)

여기서 산화제 : H+ , 환원제 :  Zn

 

 

 

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산화제, 환원제

산화수 : 산화-환원 반응에서 전자를 주고 받는 것을 쉽게 나타내기 위해 사용되는 것.

즉, 분자나 다원자 이온의 경우, 산화수는 결합 전자를 더 세게 잡아 당기는 원자가 모두 가졌다고 여기고 계산한 "가전하(pseudo-charge)"이다.

 

산화수 규칙

1. 원소상태의 원소의 산화수는 0이다.

2. 단원자 이온의 산화수는 그 이온의 전하이다.

3. 어떤 원소들은 거의 모든 화합물에서 항상 같은 산화수를 갖는다.

a.1족 원소들은 +1

b.2족 원소들은  +2

c.산소는  -2(예외: Na2O2, -1, NaO2 ,-1/2)

d.수소는 +1(예외 : NaH에서 -1)

4. 화합물은 산화수의 합이 0이며 다원자 이온에서 산화수의 합은 이온의 전하와 같다.

 

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예시문제

 

Oxidizing agent : 산화제 Reducing agent : 환원제

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반쪽 반응 균형 맞추기

A.산화되는 원소의 원자의 수를 맞추고 환원되는 원소에도 똑같이 한다.

B. 반쪽 반응식의 수정하는 쪽에는 전자를 더해 산화수의 균형을 맞추어라

C. H+ (산) 나 OH- (염기)을 첨가해 전하의 균형을 맞추어라.

D. H2O을 더해 수소의 균형을 맞추어라.

E. 산소가 균형을 이루었는지 확인하라

 

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산화-환원반응 균형 맞추기

1. 반응식을 두 개의 반쪽반응식으로 나누어라

2. 하나의 반쪽반응식을 균형을 맞추어라

3. 다른 반쪽반응식의 균형도 맞춘다.

4. 전자를 제거할 수 있도록 두 개의 균형이 맞추어진 반쪽반응식을 더하라

 

출처 : 2016Cengage Learning