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산화 환원 반응과 산화수

산화 환원 반응의 정의

화학에서 산화와 환원은 화학 종 간의 전자 이동에 관여하는 두 가지 기본 과정이다

이러한 과정은 많은 화학 반응을 이해하는 데 필수적이며 이를 산화환원 반응(redox reaction)이라고 한다.

산화 환원 반응

산화는 화학종이 전자를 잃거나 산화수가 증가하는 것을 말한다. 반대로 환원은 화학종이 전자를 얻거나 산화수가 감소하는 것을 의미한다.

초기에는 산화는 산소를 얻고, 환원은 산소를 잃는 것을 말하는 좁은 의미로 쓰였다. 이후에 산화 환원의 개념이 확장되면서 전자를 잃고 얻는 반응을 말하게 되었다.

 

화학종에 산소 원자가 결합하게 되면, 그 화학종은 전자를 잃고 산소 원자는 전자를 얻게된다.

화합종의 입장에서 전자를 잃었기 때문에 산화되었다고 말한다. 산소원자는 전자를 얻고 환원 되었다고 할 수있다.

 

산화 종에서 산화제로 알려진 다른 종으로 하나 이상의 전자가 이동하는 것이 산화이다. 즉, 산화는 양전하의 증가, 전자 수의 감소 또는 화합물에 산소의 첨가를 포함합니다.

 

산화 환원 반응은 동시에 일어난다

산화 환원 반응에서 산화와 환원은 항상 함께 일어난다는 점을 생각해야한다.

산화에서 손실된 전자는 환원에서 다른 종에 의해 얻어져야 전체적인 전하가 보존된다.

따라서 산화 환원 반응은 환원제에서 산화제로 전자가 이동하는 것이라 말할 수 있다..

 

Oxidation Reduction
전자의 흐름   전자 잃음   전자 얻음
산화수   산화수 증가   산화수 감소
전하변화   양전하로 증가   음전하로 감소
산소   산소 첨가됨   산소 제거됨
수소   수소 제거됨   산소 첨가됨

산화수

산화 환원 반응을 표현하는 편리한 방법은 화합물이나 이온의 각 원자에 할당된 산화수를 사용하는 것이다.

산화수는 원자의 모든 결합이 완전히 이온화되었을 때 원자가 가질 수 있는 가상의 전하를 말한다.

예를 들면 NaCl 에서 각 원자는 이온화 되어 Na+ 와 Cl가 되고 나트륨의 산화수는 +1, 염소원자의 산화수는 -1 이다.

위의 예시 처럼 이온결합의 경우 전자의 이동을 명확하게 알수 있지만, 공유 결합의 경우 명확한 전자이동을 보여주지 않기 때문에, 전기음성도가 큰 원자가 전자를 소유하는 것으로 간주하여 산화수를 구한다.

복잡한 반응에서 산화수를 이용하면 산화제와 환원제를 명확하게 판별할 수 있다.

산화 환원 반응은 두 화학종의 상대적인 반응성에 따라서 전자를 주는 물질과 받는 물질이 바뀔수 있다.

<예시>

산화제와 환원제

<링크>(업데이트 전)

산화환원과 산염기 반응의 차이

<링크>(업데이트 전)

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