在氧化還原反應中, 氧化反應和還原反應必定同時發生、 同時結束。 發生氧化反應的物質, 可以還原其他物質, 故為還原劑。 發生還原反應的物質, 可以氧化其他物質, 故為氧化劑。 因此, 在氧化還原反應中, 必定有氧化劑和還原劑的存在。 日常生活中, 我們可藉由氧化劑發揮其「氧化力」使他物被氧化, 還原劑發揮其「還原力」使他物被還原, 來達到我們需求。 例如, 我們常利用氧化劑的氧化力來達到產生能量、 消毒、漂白的目的; 或是利用還原劑的還原力來達到漂白、 抗氧化的目的, 由此可見, 氧化劑和還原劑與我們的生活密不可分! 日常生活中, 常見的氧化劑有: 氧氣、臭氧、氯系氧化劑、過氧化氫。 氧氣為地球上廣泛存在的氧化劑, 可以使燃料進行氧化反應並放出能量。 例如: 幫助天然氣燃燒, 可提供家庭生活所需的熱量來源, 或應用在引擎中使汽油燃燒後, 推動汽、機車運轉; 也能讓葡萄糖進行氧化, 提供人體所需的能量。 但氧氣也會引發許多我們不願意看到的反應, 如鐵的鏽蝕 或食物的酸敗。 因此 我們會將鐵器塗上油漆, 以隔絕氧氣, 或是在食物中添加抗氧化劑, 來延緩食物酸敗。 臭氧具有強大的氧化力, 在自來水處理的過程中, 有些國家利用臭氧來進行消毒。 我們也可以使用臭氧來清除空氣中的病毒及細菌, 但在使用時要注意避免讓人體或動物接觸到, 以免因不慎造成傷害。 電解食鹽水溶液, 可以在陽極得到氯氣, 若將氯氣通入水中, 則氯氣會與水反應生成鹽酸和次氯酸, 得到酸性的次氯酸水。 氯氣和次氯酸都具有氧化力, 可殺死水中的微生物達到消毒的目的。 但由於氯氣溶於水產生次氯酸, 為一可逆反應, 故次氯酸並無法穩定存在。 因此, 可將氯氣溶於鹼性的氫氧化鈉水溶液中。 或是在電解食鹽水時, 使陰、陽兩極的氯氣 與氫氧化鈉混合反應, 便能得到較穩定的次氯酸鈉水溶液, 即漂白水。 市面上氯系的漂白水 通常含有次氯酸鈉,其解離出來的次氯酸根為氧化劑, 可將衣物上所沾染的有色物質氧化, 使色素失去顏色, 達到漂白衣物的目的, 也可用在環境的消毒殺菌。 近來, 全球受COVID-19病毒的影響, 清洗手部 及進行環境消毒成為日常的一部分, 人們對於次氯酸水 或次氯酸鈉的需求量及使用頻率大幅增加, 因此, 如何利用電解食鹽水製作次氯酸水 或次氯酸鈉水溶液, 成為與生活很貼近的議題。 我們可以利用過氧化氫的氧化力, 作為氧系的漂白水來漂白衣物; 也可以將稀釋過的過氧化氫水溶液 當作疫情期間的家庭用消毒劑。 市售的隱形眼鏡保養液中, 也含有過氧化氫使其具有殺菌功能。 比較特別的是, 過氧化氫可當氧化劑, 也能當還原劑。 而常見的還原劑有: 氫氣、焦炭、 二氧化硫、維生素C、 維生素E、亞硝酸鈉、 電池中的陽極材料。 氫氣、焦炭 是製備金屬時常用到的還原劑, 在高溫下 可將金屬氧化物還原成金屬元素。 例如: 氫氣在325℃以上, 可將氧化鐵還原成鐵。 焦炭可將氧化銅還原成銅。 二氧化硫 能用來保持食品的色澤及達到防腐的目的, 或是作為免洗筷的漂白劑。 是國內合法的食品添加劑之一, 例如 金針花的殘留標準為每公斤4公克, 發酵蔬菜及醃漬蔬菜之限量標準為每公斤0.1公克以下, 若殘留量為每公斤10毫克以上, 需於容器或外包裝上標示過敏原等警語。 但是, 二氧化硫有可能會造成氣喘及危害人體的健康, 因此, 自備環保餐具 及食用新鮮蔬果可以避免在飲食時, 攝入不安全的二氧化硫。 維生素C、維生素E皆為還原劑, 可與氧化劑發生反應, 常添加在食品中避免食品被氧化, 故維生素C和維生素E又可稱為抗氧化劑。 但由於維生素C為水溶性、 維生素E為脂溶性, 所以必須針對食物本身的特質, 選用適合的添加種類。 維生素C是一種具有酸味、 可治療壞血病的有機酸, 又稱為抗壞血酸。 可以抑制體內自由基等有害物質的形成, 延緩人體衰老; 也可以抑制體內的亞硝基轉變成亞硝胺, 預防消化道癌症的發生。 維生素C是營養添加劑, 也是水溶性的食品添加劑, 因此, 例如:啤酒、葡萄酒、 醃漬肉品、果汁、飲料中, 都可以添加維生素C以保持食品的色澤及美味。 但是每日總攝取量,不得高於1000毫克。 維生素E為脂溶性的維生素, 添加在含有油脂的食品中 能預防食品氧化變質, 達到延長保存期限的目的。 例如: 添加在餅乾、泡麵、 葵花油、沙拉油等植物油產品中, 維他命E可與氧化劑反應, 發揮抗氧化劑的功能。 亞硝酸鈉是一種水溶性的還原劑, 為國內合法的食品防腐劑、著色劑。 在規定的安全劑量下, 可添加在香腸、 臘肉、魚類等食品中, 抑制肉毒桿菌的生長。 但經常食用含有亞硝酸鈉的食物, 可能會造成血壓降低、 脈搏加速、頭痛及視覺障礙; 甚至, 亞硝酸鈉在人體中 與胃酸及蛋白所分解的產物 會生成具致癌性的亞硝胺, 因此, 有些國家已禁止使用。 例如: 亞硝酸鈉若與魚乾、蝦乾或秋刀魚等食物一起吃, 容易轉化成亞硝胺, 但若同時攝取含有抗氧化物的蔬菜、水果, 則可避免亞硝酸鈉轉化成亞硝胺。 目前國內合法的殘留劑量 為每公斤食品低於0.07克, 每日安全攝取量為每公斤體重0.2毫克以下。 因此選購肉類、魚類加工製品時, 避免購買色澤太過鮮豔的食品, 最好購買包裝完整、 檢驗合格的商品較為安心, 食用的頻率也要妥善控制才是維持健康之道。 電池放電是一種氧化還原反應, 碳鋅電池的鋅、 鉛蓄電池的鉛、 一次性鋰電池中的鋰, 是常用的陽極材料, 這些陽極材料在電池放電時進行氧化反應, 為還原劑。 日常生活中常見的氧化劑與還原劑如畫面所示。