酸化と還元の違いとは？

酸化とは原子が電子を失うことで、還元とは原子が電子を受け取ることであり、この二つは必ず同時に起きる。ある原子を離れた電子は、別の原子にたどり着くからである。この組み合わせを酸化還元反応という。鉄がさびるとき、鉄は酸素に電子を失う。鉄は酸化され、酸素は還元される。名前が落とし穴になっている。還元されている原子とは、電子を受け取っているほうである。

酸化とは原子が電子を失うことで、還元とは原子が電子を受け取ることである。どちらも単独では起きない。ある原子を離れた電子は別の原子にたどり着くからだ。化学ではこの組み合わせを酸化還元反応と呼ぶ。さびがその一つで、鉄が酸素に電子を渡すので、鉄は酸化され酸素は還元される。亜鉛と銅の電池も一つで、亜鉛が一方の極で電子を渡し、電子は導線を通って進み、銅がもう一方で受け取る。酸素は必要ない。酸化は化学者が最初に気づいた電子の受け手にちなんで名づけられたが、電子を引き取る原子ならどれでもあてはまる。還元も方向が逆を向いている。還元されている原子とは受け取っているほうである。覚え方は英語のOIL RIG、Oxidation Is Loss、Reduction Is Gain、酸化は失うこと、還元は得ることである。二つの原子がそのあとくっついて残れば、それがイオン結合である。酸化と還元は電子が渡ったことそのものであり、結合ができない電池の中でも同じように完全に起きている。食塩が水に溶けるとイオンは離れるが、どの原子も電子を失ったり受け取ったりしないので、酸化還元反応ではない。

酸化と還元は、リレーのバトンの受け渡しの両端である。一人の走者がバトンを失い、次の走者がそれを得る。これが一つの動きの中で起きる。電子を失うのは走者が手を放すことで、その原子は酸化される。電子を得るのは次の走者が握ることで、その原子は還元される。走者は何もない空中に手を放すことはできないし、原子も別の原子が受け取らなければ電子を失えないので、反応には必ず両方の半分がそろっている。さびとは鉄が手を放し酸素が握ることであり、その両方の半分を合わせたものが、化学でいう酸化還元である。