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口腔内に何がアレルゲンとなるのかを知るのと知らないのとでは
全く貴方の生命に直結するでしょう


金属と酸についてもう一度学びましょう

ちょっとだけおさらいですね



---------------------「高校化学と生物の要点と勉法」より引用-----------------------------------------------


金属の酸化還元　イオン化傾向と反応性


 
金属元素は水溶液中で陽イオンになりますが金属の種類によって陽イオンへのなりやすさが違います。イオンになるということは酸化還元反応が起こるのですがイオンになる傾向と反応性はどういう関係にあるのか覚えておかなければならない部分です。

このページの目次 [hide]
1 金属のイオン化傾向
2 金属のイオン化列
3 金属と酸素（空気）との反応性
4 金属と水との反応性
5 金属と酸との反応性
金属のイオン化傾向

金属の単体が水または水溶液中で電子を放出して陽イオンになろうとする性質を金属のイオン化傾向といいます。
例えば、希塩酸（ \mathrm {HCl} ）に亜鉛（ \mathrm {Zn} ）を入れると亜鉛は水素（ \mathrm {H_2}↑ ）を発生しながら溶けます。
これは亜鉛が電子を放出して亜鉛イオン（ \mathrm {Zn^{2+}} ）となり、
水素イオン（ \mathrm {H^+} ）が電子を受け取って気体の水素（ \mathrm {H_2}↑ ）になったためです。
反応式では、
\mathrm {Zn}　＋ ２\mathrm {H^+}　→　\mathrm {Zn^{2+}}　＋　 \mathrm {H_2}↑
と表せます。
ところが、希塩酸に銅や銀を入れても水素は発生しません。これは銅や銀が水素よりもイオンになりにくいことを意味しています。
このように金属によって陽イオンになる傾向が違うのです。
水素よりイオン化傾向が大きければ水素は発生するけど、水素よりイオン化傾向が小さければ水素は発生しません。

金属のイオン化列

金属のイオン化傾向の大きい順に並べたものを金属のイオン化列といいます。
これは重要なので必ず覚えておきましょう。（語呂合わせでも何でも良いです。）
ionkakeiko
一般に知られている語呂合わせは、
「か(そう)かなまああてにす(る)なひどすぎる借金」
ですが、覚えやすいものを探して見ても良いでしょう。
水素は金属ではありませんが陽イオンになる基準として入れておきましょう。

金属と酸素（空気）との反応性

イオン化傾向の大きい金属ほど酸化されやすく、逆にイオン化傾向が小さいほど酸化されにくい。
空気中の酸素による酸化を３段階に分けると、
リチウム（\mathrm {Li}）～ナトリウム（\mathrm {Na}）：内部まで酸化される。
マグネシウム（\mathrm {Mg}）～銅（\mathrm {Cu}）：表面だけ酸化される。
水銀（\mathrm {Hg}）～金（\mathrm {Au}）：酸化されない。

空気中でですよ。

金属と水との反応性

これにもイオン化傾向により反応性が変わります。イオン化傾向の大きい金属ほど反応性は高くなります。イオン化列を見ながら確認して下さい。

リチウム（\mathrm {Li}）～ナトリウム（\mathrm {Na}）
冷水から常温の水まで激しく反応し水素（\mathrm {H_2}）を発生します。

マグネシウム（\mathrm {Mg}）
熱水と反応し水素（\mathrm {H_2}）を発生します。

ここまでの金属は水素が発生するとともに水酸化物も生成します。
\mathrm {Mg}　＋２\mathrm {H_2O}　→　\mathrm {Mg(OH)_2}　＋　\mathrm {H_2}↑

アルミニウム（\mathrm {Al}）～鉄（\mathrm {Fe}）
金属自体を高温にして、高温の水蒸気と反応させると水素を発生します。
これらの金属と水との反応では水素と酸化物が生成します。
３\mathrm {Fe}　＋４\mathrm {H_2O}　↔　\mathrm {Fe_3O_4}　＋４\mathrm {H_2}
※この反応は密閉容器内だと可逆反応となり平衡状態になります。が、今は気にしないでください。笑


 
ニッケル（\mathrm {Ni}）～金（\mathrm {Au}）
水とは反応しません。

金属と酸との反応性

水素よりイオン化傾向が大きい金属は希酸（希塩酸や希硫酸）と反応して水素を発生します。
水素がイオンでいる状態より、金属がイオンになって電子を渡す側になる方が強い傾向になるからです。その金属からもらった電子で水素は気体となって発生するということですね。
※
鉛（ \mathrm {Pb} ）は水素よりもイオン化傾向が大きいですが、
鉛の塩である塩化鉛（\mathrm {PbCl_2} ）や硫酸鉛（\mathrm {PbSO_4} ）は水に溶けないので鉛の表面を覆ってしまい内部にまで酸が浸透できなくなるので、希塩酸や希硫酸とは反応しません。反応を全くしないということではなく反応が停止するという方が正確ですね。
ただし、塩化鉛（\mathrm {PbCl_2} ）は熱すると溶けるので塩酸に鉛を加え熱すると反応は進みます。

アルミニウム（\mathrm {Al}）鉄（\mathrm {Fe}）ニッケル（\mathrm {Ni}）
これらの金属は普通の酸には溶けますが濃硝酸には溶けません。
これらの金属を濃硝酸に浸すと表面に内部を保護する酸化皮膜をつくるからです。
この状態を「不動態」といいます。

銅（\mathrm {Cu}）水銀（\mathrm {Hg}）銀（\mathrm {Ag}）
酸化力（酸化作用）のある硝酸（\mathrm {HNO_3}）や熱濃硫酸とは反応しますが、水素ではなく違う気体を発生します。
銅と希硝酸を反応させると一酸化窒素（\mathrm{NO}）
３\mathrm {Cu}＋８\mathrm {HNO_3}　→　３\mathrm {Cu(NO_3)_2}＋２\mathrm{NO}＋４\mathrm{H_2O}
銅と濃硝酸を反応させると二酸化窒素（\mathrm{NO_2}）
\mathrm {Cu}＋４\mathrm {HNO_3}　→　\mathrm {Cu(NO_3)_2}＋２\mathrm{NO_2}＋２\mathrm{H_2O}
銅と熱濃硫酸を反応させると二酸化硫黄（\mathrm{SO_2}）
\mathrm {Cu}＋２\mathrm {H_2SO_4}　→　\mathrm {CuSO_4}＋\mathrm{SO_2}＋２\mathrm{H_2O}
が発生します。
反応式が書けるようになると良いですが先ずは発生する気体を覚えましょう。

白金（\mathrm {Pt}）と金（\mathrm {Au}）
濃硝酸と濃塩酸を体積比で１：３に混合した非常に強い酸を「王水」といいます。
白金と金はこの王水だけに解けます。

金属のイオン化傾向（イオン化列）は覚えておいた方が良いです。
上に書いた金属の反応性からも分かると思いますが、

イオン化傾向の大きいものほど反応性が高く、
イオン化傾向が小さくなると反応性は乏しくなるのが分かるでしょう。

酸化還元反応としては終わりではありませんが、
ここまでをひとくくりとして
酸化還元反応　定義と電子の授受
などで復習しておくといいでしょう。


 
酸化還元反応　定義と電子の授受


 
酸化と還元の反応は酸素と水素の受け渡しで定義できます。しかしそれだけでは説明できない酸化還元反応もあります。定義の範囲を広げて電子の授受、つまりは電子の受け渡しで酸化還元反応が定義できるようになりますので確認しておきましょう。

酸化・還元の定義

 酸化 
狭い意味では、
物質が酸素を受け取る（結合する）こと、または化合物から水素がとれる（化合物が水素を渡す）ことを酸化といいます。
\mathrm {CuO}　＋　\mathrm {H_2}　→　\mathrm {Cu}　＋　\mathrm {H_2O}
この反応では、
水素は酸素と結合しているので酸化されています。
「酸化」と単純に使う場合は「酸化される」ことを言いますので覚えておきましょう。
酸素と結合することを酸化されると定義しておけばだいたいは分かってきますが、定義の範囲を広げることができます。
広い意味での酸化は、
物質やイオンが電子を失う変化をいいます。
\mathrm {CuO}　＋　\mathrm {H_2}　→　\mathrm {Cu}　＋　\mathrm {H_2O}
この反応で水素は
\mathrm {H_2}　→　２\mathrm {H^+}　＋　２\mathrm {e^-}
と電子を失って（酸化銅に渡して）います。
これも広い意味での酸化になります。

言葉での定義は何においても分かりにくいものです。笑
後で酸化数という言葉が出てきますのでその時に再度確認しましょう。

先ずは還元も定義しておきます。


  還元 
狭い意味では、
物質が水素を受け取る（結合する）こと、または化合物から酸素がとれる（化合物が酸素を渡す）ことを還元といいます。
「還元」と単純に使う場合は「還元される」ことをいうのは酸化の場合と同じです。
還元の場合は水素を受け取ることを還元と定義定義すると分かりにくい場合があります。
水素の受け取り手が化合物なので、化合物全体をいえば良いのか、化合物中の元素をいえば良いのか、
何が還元されたか分かりにくいです。
\mathrm {CuO}　＋　\mathrm {H_2}　→　\mathrm {Cu}　＋　\mathrm {H_2O}
この反応では酸素は水素を受け取っていますが還元されたわけではありません。
そこで最初から定義の範囲を広げておく方が、
原子レベルで酸化還元が判断出来るので分かり易くなります。
広い意味での還元は、
物質やイオンが電子を受け取る変化をいいます。
\mathrm {CuO}　＋　\mathrm {H_2}　→　\mathrm {Cu}　＋　\mathrm {H_2O}
この反応で水素は電子を渡しますが、
受け取り手は、酸化銅という化合物ではなく、
\mathrm {Cu^{2+}}　＋　２\mathrm {e^-}　→　２\mathrm {Cu}
と銅イオンが電子を受け取って還元されています。
これも広い意味での還元になります。

酸化と還元の定義をまとめておきます。

酸化：酸素原子と結合すること。水素原子を失うこと。電子を失うこと。
還元：酸素原子を失うこと。水素原子と結合すること。電子を得ること。

酸化還元反応の発生

広い定義で考えると分かり易いのですが、
電子を失うものがあれば、必ずその電子を得る原子やイオンがあるはずです。
例えば、
２\mathrm {Cu}　＋　\mathrm {O_2}　→　２\mathrm {CuO}
で銅は電子を放出して（失って）います。
２\mathrm {Cu}　→　２\mathrm {Cu^{2+}}　＋　４\mathrm {e^-}
つまり酸化されたことになります。
一方、酸素は電子を受け取っています。
\mathrm {O_2}＋　４\mathrm {e^-}　→　２\mathrm {O^{2-}}
つまりは還元されたということです。

このように酸化されるものがあれば還元されるものが必ず存在しているということで、
「酸化と還元の反応は同時に起こっている」のです。

酸化と還元はもっと具体的に説明しますが、
ここだけは理解しておいてください。

酸素と水素の受け渡しだけでは酸化還元は分かりにくいです。ｗ
 
 
ーーーーーーーーーーーーーーーここまで高校科学よりーーーーーーーーーーーーーーーーーー


楽しかったですか、懐かしかったですか、貴方はどうでしたか、楽しかったらとても嬉しいですが