什麼是「氧化還原反應」呢？

讓我們先從拉瓦節的實驗談起，

拉瓦節經由實驗，

確認「燃燒是物質與氧化合的過程」，

因此他將氧化反應定義為物質與氧結合的反應；

反之，

含氧物質失去氧的反應則為還原反應。

例如：鎂帶燃燒時，

金屬鎂與氧結合，

因此，

鎂進行氧化反應。

又例如：

電解製鋁時，

氧化鋁失去氧變成鋁元素，

即氧化鋁發生的還原反應。

因此，

我們可以看到在鼓風爐煉鐵的反應中，

一氧化碳與氧化鐵中的氧結合生成二氧化碳，

故一氧化碳發生氧化反應；

氧化鐵失去氧變成鐵，

故氧化鐵發生還原反應。

另外，

若把點燃的金屬鎂放入二氧化碳氣體中，

會產生燃燒現象，

此時，

金屬鎂與氧結合變成氧化鎂，

進行氧化反應；

而二氧化碳失去氧變成了黑色的碳，

進行還原反應。

那麼從剛剛幾個例子中，

即可得知氧化還原反應的「狹義定義」：

獲得氧的反應為氧化反應；

失去氧的反應為還原反應。

然而，

由於有的氧化還原反應，

實際上並不是真的有物質得到氧或失去氧，

因此，

原本狹義的定義無法解釋所有的氧化還原反應。

因此，

化學家必須將原本的定義擴展為廣義的定義，

也就是：

將涉及到物質得失電子的反應，

都定義為氧化還原反應。

其中，

物質「失去電子的反應」稱為氧化反應；

物質「得到電子的反應」稱為還原反應，

氧化反應和還原反應同時發生、同時結束，

且所得失的電子總數相同。

例如：

將鐵釘放入硫酸銅溶液中，

鐵原子會失去電子，

即氧化半反應；

銅離子則會得到電子，

即還原半反應，

我們將氧化半反應和還原半反應相加，

箭號兩邊的電子數相等，

即可消掉電子，

得到全反應，

也就是淨離子反應式。

可看出電子由鐵原子轉移至銅離子，

故鐵原子發生氧化反應，

而銅離子發生還原反應。

所以我們可以觀察到

有紅棕色的金屬銅附著在鐵釘上，

且由於銅離子呈藍色，

故水溶液的顏色隨著銅離子逐漸變少，

藍色逐漸變淡。

將題目所給的兩個半反應方程式相加，

消掉電子後，

即可得到鋅銅電池的全反應方程式。

那麼若是氧化半反應

和還原半反應的電子數不相等怎麼辦呢？

這時可將氧化半反應和還原半反應

分別乘以適當倍數，

使其相加後兩邊電子數相等，

即可消掉電子得到全反應，

要注意全反應中不能出現電子。

另外，

剛剛也提過，

氧化與還原反應會伴隨發生，

不會只有單一反應，

氧化半反應中物質所失去的電子，

是由還原半反應中的另一個物質得到。

因此，

整個氧化還原反應中得失的總電子數會相同。

就好比傳接球遊戲，

少了一方都無法進行。

如此，

便可得出結論：

牽涉到物質得失電子的化學反應，

即為氧化還原反應，

這就是氧化還原反應的「廣義定義」。

答案是E，

氧化還原反應必須同時發生，

同時結束，

無法單獨存在，

你答對了嗎？

而有些化學反應，

可用以下方法，

快速判斷該反應為氧化還原反應，

即化學反應的反應物中若有元素參與反應，

反應完後消失，

或生成物中有元素的生成，

則此反應必為氧化還原反應。

例如：

家用天然氣主成分為甲烷，

甲烷的燃燒即為劇烈的氧化還原反應；

以及雙氧水中的過氧化氫分解，

也是氧化還原反應。

甲烷燃燒的反應方程式可看到元素消失，

過氧化氫分解的方程式可以看到元素生成，

我們可以利用這種特色來快速判斷

是否為氧化還原反應。

答案是A、C、D。

A、D化學反應式中有元素的消失或生成，

可快速判斷為氧化還原反應。

C化學反應式中的鐵離子失去一個電子形成鐵離子；

同時，

鈰離子得到一個電子形成鈰離子，

過程中涉及電子得失，

亦為氧化還原反應。

你答對了嗎？

除了家用天然氣、雙氧水等，

日常生活中常見的氧化還原反應也包括：

蘋果切開後置於空氣中，

蘋果中的多酚物質與氧氣反應產生褐變；

以及使用漂白水進行衣服漂白或消毒。

還有像是呼吸作用、

手機鋰電池的充電和放電、

鐵粉型的暖暖包放熱；

以及鐵的生鏽、

光合作用、

電解反應，

如：水的電解、

以氯來消毒自來水等，

這些都是常見的氧化還原反應。

答案是D，

此為沉澱反應，

不是氧化還原反應，

你答對了嗎？

來複習一下我們今天學到的東西吧！

氧化還原反應的狹義定義是：

獲得氧的反應為氧化反應；

失去氧的反應為還原反應。

而廣義定義則是：

物質失去電子的反應為氧化反應；

物質得到電子的反應為還原反應，

氧化反應和還原反應同時發生、同時結束，

且所得失的電子總數相同。

想一想在日常生活中，

還有哪些現象是氧化還原反應呢？

歡迎在下面留言告訴我們你的想法喔！