세 가지 정의
- 산소·수소 기준: 산소를 얻거나 수소를 잃으면 산화, 산소를 잃거나 수소를 얻으면 환원이에요.
- 전자 기준: 전자를 잃으면 산화, 얻으면 환원이에요.
- 산화수 기준: 산화수가 증가하면 산화, 감소하면 환원이에요. 가장 일반적인 정의예요.
동시성과 산화제·환원제
잃은 전자는 반드시 누군가 얻어야 하므로 산화와 환원은 함께 일어나고, 이동한 전자 수가 같아요. 다른 물질을 산화시키고 자신은 환원되는 물질을 산화제, 다른 물질을 환원시키고 자신은 산화되는 물질을 환원제라고 해요. 예를 들어 CuO + H₂ → Cu + H₂O에서 H₂는 환원제, CuO는 산화제예요.
산화수 규칙과 반응식 맞추기
홑원소 물질의 산화수는 0, 화합물에서 H는 보통 +1, O는 보통 -2이고, 화합물 산화수의 합은 0이에요. 복잡한 반응식은 산화와 환원의 반쪽 반응으로 나눈 뒤 원자 수와 전하를 맞추고 전자 수를 같게 해 합쳐요.
생활과 자연의 예
철의 녹슮, 연소, 금속 제련, 건전지와 이차전지의 충방전, 전기분해가 모두 산화·환원 반응이에요. 생물에서는 광합성이 물을 산화하고 이산화탄소를 환원하며, 세포 호흡은 포도당을 산화해 에너지를 얻어요.
캠퍼스다운 자료실에는 이 이론을 다룬 자료도 있어요: 「학술제 탐구 계획서: 갈륨의 특성 탐구와 알루미늄과의 반응을 통한 수소 발생 원리 확인」.
이 이론을 다룬 레포트·발표 자료는 캠퍼스다운 자료실의 '산화·환원 반응' 레포트 검색에서 찾아볼 수 있어요.
참고문헌
- Atkins, P., & Jones, L. (2010). Chemical Principles: The Quest for Insight (5th ed.). W. H. Freeman.
- Zumdahl, S. S., & Zumdahl, S. A. (2014). Chemistry (9th ed.). Cengage.
- IUPAC. (2019). Compendium of Chemical Terminology (the Gold Book), entries 'oxidation' and 'reduction'. International Union of Pure and Applied Chemistry.