主な違い - 酸化数法 vs 半反応法

酸化還元反応の化学式のバランスをとる方法として、酸化数法と半反応法がある。酸化還元反応とは、酸化反応と還元反応という2つの化学反応が並行して起こる化学反応のことである。これらは酸化還元反応の半反応と呼ばれる。したがって、酸化還元反応は、一方の物質が酸化され、他方（または同じ物質）が還元される反応混合物の中で起こる。酸化と還元は、化学元素の酸化数または酸化状態を変化させる。酸化還元反応で起こる酸化数の変化と半反応の両方を使って、酸化還元反応の化学式全体のバランスをとることができる。酸化数法と半反応法の決定的な違いは、酸化数法が反応混合物中の化学種の酸化数の変化を利用するのに対し、半反応法は2つの平行半反応を平衡させてから足し合わせる点である。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 酸化数法とは 3. 半反応法とは 4. 横並び比較-酸化数法と半反応法の表形式 5. まとめ

酸化数法は何ですか？

酸化数法とは、反応混合物中の化学種の酸化数を用いて酸化還元反応の化学式を釣り合わせる方法である。化学元素の酸化数は、その元素の酸化の度合いを表しています。酸化数は、酸化状態と呼ばれることもあり、正、負、ゼロのいずれにもなります。ある原子の酸化数が増えると、その原子は酸化されたといい、逆に酸化数が減ると、その原子は酸化されなくなったといいます。

例：亜鉛（Zn）は塩酸（HCl）と反応して塩化亜鉛（ZnCl2）と水素ガス（H2）を生成します。この反応は、亜鉛が酸化され、水素原子が還元される酸化還元反応であり、塩素の酸化数は変化しない。亜鉛原子はZn2+に酸化され、H+イオンはH2に還元されます。

Zn+HCl→ZnCl2+H2

図01：亜鉛と塩酸の反応

上の式のバランスをとるには、酸化数法を用いることができる。まず、すべての原子の酸化数を表示する必要がある。

亜鉛＝0

HCl中のH = +1

Znin ZnCl2=+2

H2=0におけるH

そして、これらの酸化値に生じる変化を明らかにする。これらの変化を認識したら、原子1個あたりの酸化数の増減に注目する必要がある。この要因を「ONファクター」（原子1個あたりの増減）と呼んでいます。ONファクターが決まったら、酸化原子に還元原子のONファクターを乗じ、逆に還元原子に酸化原子のONファクターを乗じなければならない。

係数Zn=2について

係数H=1

掛け合わせると、{znx1} + {hclx2} → {zncl2x1} + {H2}となります。

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 という平衡酸化還元反応が得られます。

半反応法は何ですか？

半反応法とは、酸化半反応と還元半反応の2つの半反応を並列に用いて酸化還元反応のバランスをとる方法である。酸化還元反応では、一方の反応物が酸化剤として作用し、他方の反応物を酸化させると同時に自身を還元する。

例：亜鉛と塩酸の反応において、亜鉛を還元剤、塩酸中の水素を酸化剤とすると、平衡状態にある二つの半反応は次のように書くことができる。

酸化：Zn→Zn+2+2e

還元：2HCl+2e→H2+2Cl-。

そして、単純に半反応を足し合わせれば、バランスのとれた酸化還元反応が得られます。ただし、足し算をする前に、両辺の電子の数が等しいことを確認する必要がある（そうして初めて、両辺の電子を打ち消し合ってネットワーク式が得られる）。電子数が等しくない場合は、式全体（半反応）がもう一方の半反応の電子数と等しくなるまで適当な値を掛ける必要があります。

平衡酸化還元反応： Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

酸化数法と半反応法の違い

概要 - 酸化数法 vs. 半反応法

酸化還元反応とは、一方の反応物質が酸化剤、他方の反応物質が還元剤として作用する一般的な反応である。酸化還元反応のバランスをとる方法には、大きく分けて「酸化数法」と「半反応法」の2つがあります。両者の酸化数の和を差とする酸化数法では、両者の酸化数の差を差とする酸化反応法を用いる。

引用

1. "酸化還元反応のバランス"酸化還元反応の平衡化、イオン電子法、酸化数法|[email protected] 2. "酸化数法による酸化還元反応式の平衡化".pH計算、濃度変換溶液の調製、化学式のバランスをとるための化学計算ソフト。こちらで購入できます 2.pH計算、濃度変換溶液の作成、化学式のバランスをとるための化学計算ソフト「酸化数法による平衡型酸化還元反応式