[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
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
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.
예시문제
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
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