下記の反応式について

1/2O2 + H2O + 2e－ →　2OH－

酸素と水と電子が反応するとどうして上記のように水酸化イオンができるのか
かみくだいて教えてください。（鉄さびの原因を調べようとしてますがちんぷんかんぷん状況です）
よろしくお願いします。
また、なぜ酸素が二分の１なのですか。

No.2 回答者： doc_somday 回答日時： 2018/07/26 17:43

酸素分子の化学のプロです。

＞酸素が二分の１
数あわせしただけです。
そもそもこの酸素分子の還元反応は圧倒的に不利なので、通常考えに入れません。

No.1 回答者： Zincer 回答日時： 2018/07/26 10:13

>酸素と水と電子が反応するとどうして上記のように水酸化イオンができるのか

「どうして？」と問われても、「酸素が還元されるから。」としか答えられません。
※示している半反応式は、水が存在する場合の酸素の還元反応式そのものです。
では、「なぜ酸素が還元されるの？」となると「鉄が存在するから。」という答えになってしまいます。
つまり、この式は「鉄が錆びる」という現象を、酸素原子側について説明している反応式なのです。
実際に錆びの発生によりｐHが上昇することは、観測可能な事実です。
「水は必要？」という問いであれば、「鉄の酸化現象」という観点からは必要ではありません。このときは
Fe + 1/2O2 → FeO
という反応で表面に緻密な「黒さび」が生じ、内部への進行は考えられないため、表面の保護にも使われる反応です。しかし「鉄さびの発生および浸食・進行」を説明するためには、水の存在は不可欠なのです。

＞また、なぜ酸素が二分の１なのですか。
実際に酸化反応（酸素原子の還元反応）を説明するために必要な最低限の酸素原子は1つです。
O + 2e－ →　O＾2-
※０価の酸素原子が電子2個を受け取り（相手から奪い）還元され、2価の酸素イオンになる。
しかし、酸素は分子で存在し、「O＾2-」などというイオンは単独では存在しません。化学の分野でこのような半反応式を書くことは許されないのです。ですから酸素原子1個分を表現するために、「 1/2O2」と表現します。