14. 산화와 환원
김 재 건 교수
목차
개 요
14.1 산화와 환원 14.2 산화수
14.3 산화제와 환원제
14.4 산화 ∙환원 반응에서의 양적관계 14.5 금속의 이온화 경향
연습문제
기본내용
• 산화∙환원반응은 가장 중요한 화학반응 중 하나
• 사실상 에너지생산을 목적으로 일으키는 화학반응
• 연료의 연소, 전지에 의한 전기의 발생 및 음식물의 대사 까지도 이에 속함
• 광물에서 금속을 생산하는 것도 이런 형식의 반응을 응용
4.1 압력의 단위
14.1 산화와 환원
• 산화 (oxidation) : 물질이 산소와 결합 or 수소를 잃는 것 ☞ 오늘날 : 전자를 읽고 산화수 증가
• 환원 (reduction) : 화합물에서 산소를 잃음 or 수소와 결합 ☞ 오늘날 : 전자를 얻어 산화수가 감소
※ 정의는 아주 광범위하며 여러 반응에 잘 적용 됨
• 산화와 환원은 반드시 동시에 일어남
• 항상 산화수의 전체 중가수 = 전체 감소수
(1) 산화 : 산소와 결합하는 변화, 환원 : 산소를 잃는 변화 (산화 : H2, 환원 : CuO) (2) 산화 : 수소를 잃은 변화, 환원 : 수소를 얻은 변화 (산화 : HI, 환원 : Cl2)
(3) 산화 : 전자를 잃음, 환원 : 전자를 얻음
(4) 산화 : 산화수가 증가, 환원 : 산화수가 감소 (산화 : H2, 환원 : CuO)
10.1 산화와 환원
14.2 산화수
10.2 산화수
14.2 산화수
10.2 산화수
14.3 산화제와 환원제
10.3 산화제와 환원제
14.3 산화제와 환원제
10.3 산화제와 환원제
(1) 산화제
∙ 자신은 쉽게 환원되면서 다른 물질을 산화시키는 성질이 강한 물질
∙ KMnO4, K2Cr2O7, H2O2, MnO2, 진한H2SO4, 묽은 or 진한 HNO3, O2, O3, Cl2 등 ∙ 산화제가 될 수 있는 물질
① 주기율표 오른쪽 위로 갈수록 강한 산화제
② 산화수가 높은 금속 or 비금속 원자를 가진 화합물이 강한 산화제
☞ KMnO4, K2Cr2O7, HNO3, HClO4 → 산화수 : +7, +6, +5, +7 ③ 같은 원자가 여러 가지 산화제를 가질 경우 :
산화수가 큰 원자를 가진 화합물이 더 강한 산화제
☞ KMnO4, MnO2, Mn2O3, MnCl2 → 산화수 : +7, +4, +3, +2 : KMnO4이 가장 강함 ∙ 강한 산화제 표현 : “산화력이 크다.”or”산화성이 크다.”
14.3 산화제와 환원제
10.3 산화제와 환원제
(2) 환원제
∙ 자신은 쉽게 산화되면서 다른 물질을 환원시키는 성질이 강한 물질 ∙ FeCl2, SnCl2, CO, (COOH)2, C, Al, Zn, SO2, H2O2 등
∙ 환원제가 될 수 있는 물질
① 주기율표 왼쪽 아래로 갈수록 강한 환원제
② 산화수가 낮은 금속 or 비금속 원자를 가진 화합물
☞ FeCl2, SnCl2, H2S → 산화수 : +2, +2, -2 : 작을 수록 강한 환원제 ③ 한 원소가 여러 가지 산화제를 가질 경우 :
산화수가 작을수록 강한 산화제
☞ H2S, S, SO2, SO3 → 산화수 : -2, 0, +4, +6 : H2S이 가장 강함
14.4 산화 ∙환원 반응에서의 양적관계
10.4 산화∙환원 반응에서의 양적관계
14.4 산화 ∙환원 반응에서의 양적관계
10.4 산화∙환원 반응에서의 양적관계
14.4 산화 ∙환원 반응에서의 양적관계
10.4 산화∙환원 반응에서의 양적관계
(3) 산화∙환원적정
∙ 산화제환원제를 표준 용액으로 하여 산화제 or 환원제의 농도를 적정으로 결정하는 방법 ∙ 색 : 반응지시약 - 진함, 환원생성물 - 엷음 (지시약을 따르지 않아도 적정 가능)
∙ 종말점에서는 같은 몰수의 전자가 이동하였으므로
산화제의 몰농도 : M, 부피 : VmL, 사용된 환원제의 몰농도 : M’, 부피 : V’mL
A : 산화제 1mol당 받아들일 수 있는 전자의 몰수, B : 환원제 1mol당 줄 수 있는 전자의 몰수
14.4 산화 ∙환원 반응에서의 양적관계
10.4 산화∙환원 반응에서의 양적관계
14.5 금속의 이온화 경향
10.5 금속의 이온화 경향
연습문제
연습문제
