CとCOの還元作用について質問です。 CとCOはFeの精錬のときなど、高温時に還元作用があるものと認

CとCOの還元作用について質問です。
CとCOはFeの精錬のときなど、高温時に還元作用があるものと認識しているのですが、これはあってるでしょうか？それとも常温時でも還元作用があるのでしょうか？

また、それぞれの半反応式ってどうなりますか？
自分で調べたりしたところ、

Cについて、
①C+2O(2-)→CO2+4e(-)
②C+O2→CO2

COについて、
③CO+O(2-)→CO2+2e(-)
④CO+1/2O2→CO2
⑤2CO→C+CO2

のようにいくつか出てきました。
そもそも②④⑤は確かに酸化数は変わっていますが、電子を出していないので半反応式として違和感がありました。

普通に考えるなら、
⑥C+2H2O→CO2+4H(+)+4e(-)
⑦CO+H2O→CO2+2H(+)+2e(-)
のようになりそうですが、CとCOの還元作用を水のあるところで行なっているイメージがないので、正しいのか疑問でした。

おそらく高温条件によって、O(2-)が存在しているのかなと思うのですが………


いっぺんに質問して申し訳ありませんが、どれか一つでもわかるものがあれば情報を与えていただけると幸いです！

No.3 ベストアンサー 回答者： むらさめ 回答日時： 2017/08/09 20:42

前にも質問されていましたが、製鋼･精錬(特に鉄鋼)等の反応では中高で習うような半反応式では考えません。

高炉では主にCOにより鉄鉱石が還元されて銑鉄を造ります。コークスCによる直接還元も存在しています。

Fe2O3　+　3CO　→　2Fe　+　3CO2　という反応になりますが、実際はもっと複雑です。
高炉の入口と出口だけを考えると上のような反応式をイメージすると良いです。

ですが、鉄鉱石は段階的に、簡単に書くと
Fe2O3　→　Fe3O4　→　FeO　→　Fe
と高炉内を対流しながら鉄鉱石が銑鉄へと還元反応が起こることになります。

鉄鉱石も天然のものですから硫化鉄や不純物が色々と混ざっていたりするので反応は単純ではないです。
Mnやリン、硫黄等、高炉内で反応に関与する元素は多いです。
そのため、上記の質問文中にあるような半反応式で説明はできないです。↓基本的な反応式が書いてあるので参考になると思います。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%AB%98%E7%82%89

日本古来のたたら製鉄は木炭Cが原料の還元剤となります。
砂鉄から鋼を得る方法ですが、高炉内での反応と同様に、やはり上記の半反応式で説明できないです。↓反応式は書いていないので、別に調べないといけないですね。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%81%9F%E3%81%9F …

上記の事は金属工学の基礎的な事柄なのですが、今は鉄の時代ではないので良い教科書は少ないですね。
金属工学の看板を掲げている学科も無くなり、違う名前になっていて寂しいですね。
私が学生だった頃は、バリバリの鉄屋の先生が教鞭を取っていて、当時の「鉄と鋼」は毎月数センチの厚さの論文雑誌で刊行されていて、
高炉内の反応についても多くの論文が掲載されていた記憶があります。

前の質問で回答された方が紹介してくれた論文が、概略をまとめて書いてあると思います。

この回答へのお礼

いつも回答してくださり本当にありがとうございます！
お陰様で気になることを解決することができました！

お礼日時：2017/09/01 16:35

No.2 回答者： doc_somday 回答日時： 2017/08/08 23:46

細かい事は申しません。

なぜなら大きい書店で「製鉄」関係の図書があるからで、それは既に教科書です。前回にも申しましたが、還元に使われるのは一酸化炭素で、炭素つまりコークスは酸素と反応し一酸化炭素を作るだけ。

No.1 回答者： Tacosan 回答日時： 2017/08/08 23:45

同じような質問が

https://oshiete.goo.ne.jp/qa/9872559.html
でなされているようですよ.