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화학에서 환원이라는 용어 는 원자, 분자 또는 이온과 같은 화학 물질이 하나 이상의 전자를 받아들이는 반쪽 반응을 의미합니다 . 이 과정의 결과는 전자 수용 종을 구성하는 일부 원자의 산화 상태가 더 음수가 되는 것, 즉 환원되기 때문에 이러한 유형의 과정의 이름입니다.
환원이 일어나려면, 즉 한 화학종이 하나 이상의 전자를 받아들일 수 있으려면 이러한 전자가 전자를 잃고 있는 다른 화학종에서 와야 하기 때문에 환원이 반쪽 반응이라고 합니다. 전자는 이동되지 않고 자연에서 자유롭게 발견됩니다.
즉, 환원은 고립된 과정으로 일어날 수 없고, 산화 환원이라는 전자 교환 과정의 일부(사실상 절반에 해당)이다.
환원 과정의 대응물은 산화인데, 이는 종이 전자를 잃고 산화 상태가 증가하는 과정입니다.
감소의 일부
환원 과정은 다른 화학 과정과 마찬가지로 화학 반응식으로 표현됩니다. 여느 화학 반응식과 마찬가지로 방정식의 왼쪽에 하나 이상의 반응물, 오른쪽에 하나 이상의 생성물, 중앙에 반응 화살표를 배치하여 반응물과 생성물을 분리합니다.
산화제
모든 산화-환원 반응에는 항상 하나의 화학종이 산화되고 다른 화학종이 환원됩니다. 환원되는 종은 환원 반쪽 반응에 참여하는 종입니다. 이 종은 산화 종을 희생시키면서 환원되기 때문에(즉, 전자를 얻음) 환원 종이 산화 종을 산화하는 것으로 프로세스를 볼 수 있습니다. 이러한 이유로 전자를 산화제 라고 합니다 .
감소된 종
위의 내용에 따라 산화제는 환원하는 화학 물질입니다. 환원되면 반쪽 반응 생성물 사이에 나타나는 낮은 산화 상태를 가진 새로운 종으로 변환됩니다. 이 제품은 축소된 종이라고 합니다.
전자
환원 반쪽 반응의 시약 및 생성물, 즉 각각 산화제 및 환원된 종에 더하여, 이 반쪽 반응의 화학 반응식은 또한 상기 산화제가 포획하는 전자를 포함한다. 이러한 전자는 환원 과정이 산화제에 의한 전자의 소비를 포함하기 때문에 반응물 사이에 나타나야 합니다.
환원 반쪽 반응 및 그 부분의 예
실시예 1: 염소를 염화물로 환원
다음 환원 반쪽 반응을 예로 들어 보겠습니다.
이 반쪽 반응에서 가스 원소 염소 분자는 두 개의 전자를 포획하고 두 개의 염소 이온으로 변환합니다. 원소 상태에 있는 염소는 원래 산화 상태가 0입니다. 그러나 Cl 2 분자 를 구성하는 각각의 염소 원자는 전자를 집어 염소가 -1의 산화 상태를 갖는 염소 이온이 됩니다.
간단히 말해서, 염소의 산화 상태가 0에서 -1이 되었기 때문에 한 단위 감소했습니다. 결과적으로 감소 과정입니다. 이 예에서 환원되는 화학종은 기체 염소 분자이므로 이것은 산화제에 해당합니다.
한편, 환원된 원자를 소유한 화학종은 이 경우 염소 이온이므로 이 이온이 환원종입니다.
실시예 2: 질산염을 아질산염으로 환원
이전 예는 두 종과 단일 유형의 원자만 포함하기 때문에 분석하기가 매우 쉽습니다. 이제 약간 더 복잡한 다른 예를 살펴보겠습니다.
이 경우, 산화제에 대한 두 개의 후보와 환원된 종에 대한 두 개의 후보가 있습니다. 어떤 것이 무엇인지 어떻게 식별합니까? 가장 직접적인 방법은 각 종의 각 원자의 산화 상태를 분석하는 것입니다. 아래에 제시되어 있습니다.
알 수 있듯이 이 반쪽 반응에서 산화 상태가 변하는 유일한 원자는 질산 이온(NO 3 – ) 의 질소이며, 이는 아질산 이온에서 +5에서 +3으로 변합니다. 그렇다면 우리는 질소가 산화제라고 말하고 싶을 수도 있지만, 산화제는 화학종의 일부가 아니라 전체 화학종이어야 한다는 점을 명심하십시오. 이러한 이유로, 이 경우의 산화제는 질산 이온이고 환원된 종은 아질산 이온이다.
환원 과정은 존재하는 원자의 산화 상태 변화를 분석하여 쉽게 확인할 수 있습니다. 그러나 그것들을 인식하는 훨씬 더 쉬운 방법은 관련된 전자가 반응물 사이, 즉 반응 화살표의 왼쪽에 나타난다는 것을 알아차리는 것입니다.
참조
BBC. (일차). 산화 환원 반응 – 금속 – National 5 Chemistry Revision. https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zx2bh39/revision/5 에서 가져옴
산화 환원 반응의 평형. (2020년 10월 30일). https://espanol.libretexts.org/@go/page/1930 에서 가져옴
올슨, MV (2021년 4월 20일). 산화 환원 반응. 브리태니커 백과사전에서 가져옴 https://www.britannica.com/science/oxidation-reduction-reaction
산화-환원 반응. (2021년 4월 1일). https://chem.libretexts.org/@go/page/279 에서 가져옴
