酸化還元反応と中和反応の違い

Question

酸化還元反応と中和反応の違いは何でしょうか?反応式は書けるのですが、いまいち違いが分かりません。例えば中和反応なら、対象の物質が水に溶けたと仮定して電離の式を酸と塩基とで個々に立てて作りますよね?対する酸化還元反応は半反応式とイオン化傾向から酸化剤・還元剤どちらになるかを見極め立式して解くというのも理解してます。
ただ本当の意味では理解していないので気持ち悪いです。明確な違いは存在するのでしょうか?
しょうがないので私は問題にしている物質が水に溶けイオンに分かれそうなら中和反応、そうでないなら酸化還元反応と考えています。

書きながら頭の悪い文章だなと思いますが、これで精一杯なのでご回答よろしくお願い致します。

aries_1 · Accepted Answer

中和反応は酸と塩基が水に溶けて電離し、酸から出たH(+)と塩基からでたOH(-)が反応することで、水と塩(余りものがくっついたもの)が生成する反応です。

一方、酸化還元反応は、電子の受け渡しをすることで、一方(電子を出したほう)が酸化され、一方(電子を受けとったほう)が還元される反応です。
また、反応物や生成物としてしばしば単体が出てきます。(中和反応では絶対に単体は反応に関わりません)

Quarks · Answer

ANo.4です。
　
>>中和反応では、電子の遣り取りは必須事項ではありません。
>必須ではないということは、ありえるということでしょうか?
 
この質問の意味は？　いえ、この質問の"表面的な意味"はわかりますよ。でも、その答を知りたいという理由がわからないのです。　単なる興味、なのかな？
だとしたら、どうぞご自身で調べてみて下さい。いろいろな化学反応を学んだはずです。そして私は、それらが、中和反応であるかどうか、酸化還元反応であるかどうかを判断する指針を示しておきました。ですから、個々の化学反応を、それが中和反応であるかどうかを判断できるはずです。
中和反応と判断できたものの一つ一つを調べて、あなたの疑問に合うモノがあったかどうかを調べてみましょう。その調査の過程から、あなた自身の今回の疑問に対して答を導き出してみて下さい。
もしかしたら、中和反応であって、かつ、電子の遣り取りをしている反応があるかも知れませんよ(^_-)-☆

私の先の回答にも、
>なお、分類したとき、或る種の反応が、２つ以上の種類にまたがってしまうことはあるかも知れません。
と書いておきました。もしかしたら、中和反応でありながら、酸化還元反応でもあるものが見つかるかも知れません。でも、そんな反応があったとしても、それで何か困った事態になるわけではないですよね。

学んだことを応用できる場面を、あなた自身が設定したのです。その貴重な体験を、自身で体験せずに、むざむざ他人に与えてはもったいないでしょう？

spearmint_tea · Answer

先ず世の中の化学現象を考えるときの大原則として、原子の最外殻が８電子で安定化すること（８電子則を満たそうとすることで結合が生じる）、生成物は電荷の偏りが少ないものが優先されること、熱をかけることによって生成物が複雑化する（生成する分子の種類が増えるという事）こと、の３つを知っておいてください。それを踏まえ、先ず化学反応を考えるとき、「酸化還元反応」と「酸塩基反応」の二つがあると考えてみてください。

「酸化還元反応」とは、
反応の前後で反応物の酸化数が変化するものを指します。よって、反応の前後の原子についてひとつひとつ酸化数を見比べ、変化していれば酸化還元反応になります。これが見分けるポイントです。
では、酸化数をどのように決定するかというと、基本的に化合物中の原子は電気陰性度の差を利用して電子の受け渡しをしているのですが、具体的には電気陰性度のより大きい化合物が電気陰性度のより小さい化合物から電子を引きつけて互いに８電子を満たし安定化しています。電子１個を余分にひきつけた時の酸化数を「－１」としてカウントします。ただし、単体の場合は電気陰性度の差がなく、電子を等しく分け合っている為その原子の酸化数は「０」となります。電気陰性度の差は基本的に周期表の右上（ただしハロゲンは除く）から順番に強くなっています。あと電気陰性度の差は周期表の左右間よりも上下のほうが大きいです。

これらの問題を解く時に関しては、事前に酸化数が変化する物質などを暗記している事が大事です。
個人的な意見なので当てにならないかもしれませんが、高校レベルでは各金属（K、Mgなど）や元素（Brなど）がそれぞれの試薬（色々な試薬との相性も覚えるべき）と反応が起こったときの酸化数の変化がわかる、そのほか過マンガン酸カリウム、ヨウ素酸カリウム、チオ硫酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム、ヨウ素液、臭素液などにちなんだ滴定などの問題が解ければ十分だと判断しています。

「酸塩基反応」とは、
いちばん上に書いた大原則の８電子則と電荷の偏りが少ない方に偏るという事象が複合した反応で、中でも「酸」と「塩基」の反応のことを指します。反応の前後で酸化数は変化しません。なのでどんなものが酸でどんなものが塩基なのかさえわかっていれば暗記の必要はなく、簡単に解けます。反応が起こった後は必ず塩が生成します（塩とは酸と塩基の生成物という定義なので）。中和反応はこの反応に含まれます。
では「酸」「塩基」とは何なのかという話になります。これは有機化学を深く学ぶとよくわかるのですが、酸とはプロトン（H＋）を放出するもの、塩基とはプロトン（H＋）を受け取るものと考えると分かりやすいと思います。中和反応などでよく使うpHというものがありますが、これはご存じのとおり酸性度の指標を表していますね。pH=-iog×｛プロトンの濃度｝という定義なので、水に溶かした時にプロトンを放出しやすいものほどプロトン濃度が高くなり、その逆対数であるのでpHが小さい値を示します。つまり酸の強さとはプロトンの放出のしやすさであり、塩基の強さとはプロトンの放出のしにくさ＝プロトンの引きつけ易さということになります。つまり、プロトンをはなしたくて仕方がない物質とプロトンをうけとれる物質を反応させると、偏りの少ない方に反応は向きますね。pH値が中間の値を示すのはそういう事なんです。

以上の説明ではなかなかわかりにくいと思います。
あくまでイメージがわけば良いなと思って解答させていただきましたが、もっと本質から知りたいのであれば量子力学、有機化学、分析化学を中心に専門書を読んで理解に役立ててください。
また、酸化還元反応は、実はまだ詳しいことは解明されていません。電子のループが起こっているという仮説がありますが、現実世界でループなど起こりえないからです。現在物理学者達は、そのミクロ（量子力学）におけるループとマクロ（現実世界）をつなげる公式を導き出そうとしているそうです。
化学は理屈から考えれば面白いのですが、高校まではあまりそういった教え方をされませんね。ましてや先生もそこまで深く理解していない（というか忘れている）可能性が高いです。私の高校時代はそれで散々苦労しましたが・・・
そこで苦手意識を持ってしまうと非常に勿体ないですね。基礎をしっかり学んでおくとあとが楽しいです。

Quarks · Answer

自然界に起こっているいろいろな化学変化を分類しようとするとき、どのような視点で分類がなされるのかを知っていれば良いのです。なお、分類したとき、或る種の反応が、２つ以上の種類にまたがってしまうことはあるかも知れません。
　
中和反応とは、
　反応物が酸と塩基であって
　反応の過程で　Ｈ+　の遣り取りが起こり
　生成物が酸でも塩基でもない物質
となるような反応です。
　
酸化還元反応とは、
　反応の過程で、反応物間で　電子　の遣り取りが起こる反応です。
　
中和反応では、電子の遣り取りは必須事項ではありません。
酸化還元反応では、酸化剤が　Ｈ+　を吸収することは頻繁に見られますが、酸化剤や還元剤が酸または塩基であるとは限りません。
　
反応物が水に溶けるかどうか、電離するかどうか、という特徴は、中和反応にせよ酸化還元反応にせよ、必須事項ではありません。
　
質問者さんが高校生段階の化学を学んでいる方なら、上に述べたことで十分だと思います。

ORUKA1951 · Answer

化学反応のうち、「酸化還元反応」と「酸と塩基の反応」は「加水・脱水反応」「付加・縮合反応」などと共に、あくまで反応の前後の反応物と生成物に着目した便宜的なわけ方です。
　この二つを理解するためには、それぞれの反応における「反応物と生成物」を理解することが必要になります。
酸化・還元とは、反応物や生成物を構成する原子、またはグループの酸化数に着目します。
　酸化数も便宜的なものですが、

【引用】＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ここから
1) 単体の原子の酸化数は0である。
2) 単原子イオンの場合においては、そのイオン価がそのまま酸化数となる。イオン価の分だけ電子を失っている、あるいは得ているからである。
3) 電気的に中性の化合物においては、構成物質の酸化数の総和は0である。
4) 化合物の中の水素原子の酸化数は+I、酸素原子の酸化数は-IIとする・・・【略】・・・。
5) 多原子分子・多原子イオン中の原子の場合には、・・・【略】・・・
￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ここまで［酸化数 - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%85%B8%E5%8C%96%E6%95%B0 )］より

この判別方法で、反応の前後で単体もしくは原子グループで必ず、酸化数の増減があります。

酸と塩基の反応は、
・アレニウスの定義
　　酸とは水素イオンを出すもの、塩基とは水酸化物イオンをだすもの
　　---水溶液に限られます--
・ブレンステッド・ローリーの定義
　　酸とは水素イオンを出すもの、塩基とは水素イオンを受け取るもの
・ルイスの定義
　　電子対を受け取るもの、塩基は電子対を供与するもの
　など、色々な定義がありますが、基本的に酸化数は変化せず、水素イオンないし水酸化物イオンのやり取りで説明できる反応です。
　酸化還元反応とも酸と塩基の反応とも言える反応もありますし、完全な酸化還元反応・酸と塩基の反応と言うものもありませんから、あくまで便宜的な区別です。しかし、中学校・高等学校で登場する化学反応は、おおむねいずれかに区別できるでしょう。

着目点は、反応に酸化数の増減があるか？水素イオンのやり取りがあるか？です。

nious · Answer

最大の違いは反応の速度ではないでしょうか。

ふつう酸化還元反応は複数の素反応からなり、律速する最も遅い反応により速度が決まります。

これに対して 酸塩基(中和)には、特に素反応らしきものは無く、殆ど一瞬にして反応は完了してしまいます。

fuminfurubo · Answer

高校の化学の教科書を参照してみて下さい。

酸と塩基を混合して、酸から塩基へ水素イオンが移り、酸と塩基の性質が互いに打ち消されることが中和反応です。中和によって水と塩が生じます。→水素イオンが変化する。

酸化剤と還元剤を混合すると、酸化剤は還元されて生成物Aを、還元剤から酸化されて生成物Bを生じる。
これが酸化還元反応です。→電子のやりとりをする。

と簡単に書きました。

酸化還元反応と中和反応の違い

中和反応は酸と塩基が水に溶けて電離し、酸から出たH(+)と塩基からでたOH(-)が反応することで、水と塩(余りものがくっついたもの)が生成する反応です。

ANo.4です。

自然界に起こっているいろいろな化学変化を分類しようとするとき、どのような視点で分類がなされるのかを知っていれば良いのです。

この回答への補足

化学反応のうち、「酸化還元反応」と「酸と塩基の反応」は「加水・脱水反応」「付加・縮合反応」などと共に、あくまで反応の前後の反応物と生成物に着目した便宜的なわけ方です。

最大の違いは反応の速度ではないでしょうか。

高校の化学の教科書を参照してみて下さい。

似たような質問が見つかりました

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

関連するカテゴリからQ&Aを探す

このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング

マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング

　化学反応のうち、「酸化還元反応」と「酸と塩基の反応」は「加水・脱水反応」「付加・縮合反応」などと共に、あくまで反応の前後の反応物と生成物に着目した便宜的なわけ方です。