酸化還元反応と、それを理解するための小学生向け実験のやり方

身近な酸化還元反応についてまとめました！

酸化還元反応とは

酸化還元反応という考え方は、元々は化学反応における
酸素の奪い合いについての考え方です。
現代では、イオンの価数の変化も含めて以下のように定義されます。

• 酸化
  • 酸素(O)と結びつく
  • 水素(H)と離れる
  • 電子(e^–)と離れる
    
• 還元
  • 酸素(O)と離れる
  • 水素(H)と結びつく
  • 電子(e^–)と結びつく

定義はそれぞれ対になっているので、酸化と還元は必ずセットで起こります。
例えばメタンガス(CH₄)を燃やす場合、

• 炭素(C)は水素(H)と離れて酸素(O)と結びつく　＝　炭素(C)は酸化される
• 酸素(O)は水素(H)と結びつく　＝　酸素Oは還元される

ということになります。

身近な例

• 鉄や銅が錆びる
  • 金属が酸素(O)と結びつく(酸化)
• レジストラーズインクが青色から茶色へ変色する
  • 2価の鉄イオン(Fe²⁺)が電子(e^–)と離れて3価の鉄イオン(Fe³⁺)になる(酸化)
• リンゴの断面が、黄色から茶色へ変色する
  • ポリフェノールの酸化
• 酸化防止剤(ビタミンC)を添加する
  • ビタミンCが食品の代わりに酸化して守ってくれる

小学生向け実験

小学生レベルのオススメ実験として、ビタミンCとイソジンの混合を紹介します。

ビタミンCは天然物ですが、強い還元能力を持っています。
またイソジン(ポビドンヨード)は、ヨウ素の強力な酸化力を利用した消毒液です。
家庭でのうがいにはもちろん、医療現場での消毒･手洗いにも使われているほどです。
イソジンは濃い茶色をしていますが、これはヨードの色に由来します。

そこでイソジンにビタミンCを混合すると、ヨードがヨウ化物イオンに還元されるため
濃い茶色を失って、黄色～無色に変化します。

実際にイソジンにビタミンCをぶちこんでみたのがこちら。
黄色になっちゃいましたね。
こうなるとイソジンは酸化力を失っているので、消毒効果がないわけです。

どちらも薬局で買えるうえそれなりに日持ちしますし、
毒物も使わないため安全保護具もいらないのでオススメです！

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