還元剤とは何ですか？

還元剤とは、酸化還元反応で電子を供与する原子を指す化学用語です。 それらの電子を獲得する原子は、還元されると言われています。 還元された原子は酸化剤と呼ばれます。 それは酸化された原子から電子を奪います。これは還元剤の別名です。

電子が原子を離れる場合、他のどこかに行かなければならないので、酸化と還元のプロセスは連動します。 一緒に、それらは酸化還元反応とも呼ばれる酸化還元反応と呼ばれる反応のクラスを形成します。 これらの反応は電子の流れを生成するため、電位があります。

科学者は、酸化還元反応の可能性を利用して電気を作り出すことができます。 これは、一般的な科学実験であるポテトバッテリーの背後にある概念です。 実験者は、1つの亜鉛鉛と1つの銅鉛をジャガイモに入れます。 ジャガイモの自由浮遊イオンは、反応を停止させるリードの周りの正電荷の蓄積を防ぐことにより、2つのリード間の電子の流れを促進します。 電子は、還元剤として作用する鉛から酸化剤として作用する鉛に流れます。 このプロセスでは、還元鉛からの原子がジャガイモの溶液に入り、酸化鉛を取り巻くイオンが元の鉛の表面で金属に変換されます。

原子が反応の酸化剤である場合、反応が逆転すると還元剤になります。 原子が酸化剤として作用するか還元剤として作用するかは、反応が自発的に生じる方向に依存します。 生成物が試薬よりも比較的安定している場合、反応は自然発生します。 科学者は、電位に基づいて酸化還元反応の自発性を予測できます。

潜在的な酸化還元反応を評価するために、科学者は最初に反応を電子の損失または還元を表す半分の反応に分割します。 ジャガイモの場合、亜鉛と銅は両方とも正の電荷を持つイオンを形成できます。したがって、半反応はZn ⁺² + 2e--> ZnおよびCu ⁺² + 2e--> Cuです。

次のステップは、電子の流れの方向を見つけることです。 実験者は、標準的な還元電位の表を使用してこれを行い、各半反応の電位を示します。 半反応の方向が逆になっている場合、そのポテンシャルは同じ大きさですが、その符号は変わります。 亜鉛の半反応の可能性は-0.76ボルトですが、銅の反応の可能性は0.34ボルトです。

これは、亜鉛が銅よりも強力な還元剤であることを意味するため、この反応では亜鉛が還元剤として機能します。 ポテトバッテリーの全体的な反応は、Zn + Cu ^+2- > Zn ⁺² + Cuで、リードを接続するワイヤに1.10ボルトの電気を生成します。 ただし、亜鉛の鉛を銀の鉛に置き換えた場合、銀の半反応Ag ⁺ + e-の標準還元電位は0.80ボルトであるため、銅が還元剤になります。 バッテリーは0.46ボルトを生成します。