문서 보기문서 편집수정 내역 산화·환원 (덤프버전으로 되돌리기) [[분류:화학 반응]] [include(틀:다른 뜻1, from=환원, other1=개념·이론 간에 성립하는 철학적 의미에서의 "환원", rd1=환원주의, other2=대만의 호러 게임 환원 -Devotion-, rd2=환원 -Devotion-)] [include(틀:물리화학)] [목차] == 정의 == [[화학]]의 기본 반응 원리 중 하나.[* 다른 기본적 반응으로는 산-염기 반응, 협동 반응 등이 있다.] 산화수가 증가하면 산화, 감소하면 환원에 해당한다. 산화와 환원을 정의하기 위한 노력은 화학의 탄생 이후로 화두였는데, 시대순으로 정리하면 다음과 같다. * 산화(oxidation)라는 말에서 볼 수 있듯이, 초창기에는 산화를 [[산소]]를 얻는 것, 환원을 산소를 잃는 것이라 정의했다. * 하지만 특징상 명백히 산화-환원 반응이지만 산소가 관여하지 않는 반응도 있었는데, 이런 반응들은 당연히 산소를 갖고 정의하기 힘들었다. 이를 설명하고자 [[전자]]를 얻는 것을 환원, 잃는 것을 산화라 정의했다. 산화, 환원 반응의 근본은 전자의 이동에서 기인하며, 산화수는 모든 결합을 이온 결합으로 간주하였을 때 각 원소들의 전하량을 표시한 개념이다. 기호의 오른쪽 위에 표기한다.[* 사족으로, 모든 결합을 대등한 공유 결합으로 간주한 경우를 형식 전하라 칭한다.] 각각 원자의 산화수는 반드시 정수일 수밖에 없지만[* 모든 결합이 고전적인 2-centered bond라면 전자는 항상 정수 개수로 나뉠 수밖에 없다.] 한 분자 안에서 특정 원소의 평균 산화수는 당연하게도 정수일 필요는 없다. 산화수는 전자의 이동을 묘사하기 위한 개념이지만, 산화수의 변화 없이 전자 밀도가 바뀌는 것만으로는 산화-환원으로 부르지 않는다. 예를 들어 thiol(R-SH)이 alcohol(R-OH)가 되는 경우, 탄소의 전자 밀도는 분명 감소하지만 산화수는 변화가 없다. 산화-환원 반응의 정의 또한 일종의 formalism이라는 것을 확실히 할 필요가 있다. 영어로는 환원(Reduction)과 산화(Oxidation)을 합쳐 Redox Reaction ('''RED'''uction+'''OX'''idation)이라 부른다. == 특징 == 어떤 화학반응식에 있어서 한 물질이 산화했으면 다른 물질은 반드시 환원한다.(산화-환원 동시성) 이유를 간단히 말하자면 전자는 없어지거나 생기지 않기 때문이다. === 오해 === [[산성체질설]] 같은 [[유사과학]]이나 TV에서 산화라고 한다면 아주 농축우라늄을 원샷하는 행위라도 되는 듯하게 몰아가고, 알칼리환원수라고 하는 이상한 수식어구를 붙이면서 좋아 보이게 해서 그렇지, 절대 산화가 나쁘고 환원은 좋은 것이 아니다. 무지한 ~~혹은 영리한~~ PD들이 악의적으로 편집한 결과물. 이에 대해서는 [[MSG]]와 일맥상통한다. 만약 우리 몸을 열심히 조절해서 산화가 하나도 안 되게 만든다면, 당장 포도당이 이산화탄소로 연소되지 않는 데다가, 산화에 관여하는 산소도 필요없다. ~~숨쉴 필요가 없다고??~~~~[[죽음|그 대신 다시는 숨을 쉴 수 없게 된다.]]~~ 다만, hydroxyl radical, peroxide, superoxide 등 산화력이 강한 일명 '활성 산소'는 단백질이나 핵산, 지질을 무차별적으로 공격하므로 이를 방지하는 [[비타민]] C나 E 등이 모자란 경우 보충하는 것은 반드시 필요하다. == 산화 환원과 산-염기 반응과의 구분 == 기초적인 화학 교과에서 두 형태의 반응을 구분하라는 문제가 자주 출제되는데, [[산화-환원 반응]]은 산화수의 변화로 정의되므로 산화수를 계산해 보면 산화-환원 반응인지의 여부를 알 수 있다. 산-염기 반응은 전자쌍의 이동[* 배위 결합이라고 해도 좋다.]으로 정의되는 것이므로 형식 전하의 변화가 생기게 된다. == [[산화제]]/[[환원제]] == 처음 접하는 학생들에게 오개념을 일으키기 쉬운 개념인데, 산화제와 환원제는 물질을 각각 산화, 환원 '''시키는''' 물질이다.즉 자기 자신은 그 반대로 산화제의 경우 환원되고 환원제의 경우 산화된다.[* 소화제를 생각하면 쉽다. 소화제가 다른 음식물을 소화시키지, 자기 자신이 소화되는 것은 아니기 때문. 실제로 각종 인터넷 강의나 시중의 참고서에서도 이런 연상법을 권장한다.] 산소, [[과산화수소]], 과망간산칼륨(KMnO,,4,,)등이 대표적인 산화제이며, 환원제로 자주 쓰이는 물질로는 [[LAH(화학)|LAH(LiAlH,,4,,)]], 하이드라진, [[일산화탄소]] 등이 있다. 그러나 산화제, 환원제는 어디까지나 상대적 개념으로, '''산화제라고 알고 있는 물질이 환원제로 작용할 수도 있고, 그 반대도 가능하다.'''[* 단적으로 플루오린과 산소의 반응이 있다. 전기음성도가 상대적으로 클수록 전자를 잘 얻기 때문이다.] 반응식에서 산화수가 증가하는 물질이 환원제, 산화수가 감소하는 물질이 산화제라고 판단할 수 있다. == 산화-환원 적정 == 산-염기 반응과 마찬가지로 산화-환원 적정도 가능한데, I2-KI나 KMnO4 등이 주로 사용된다. Proton transfer의 경우 매우 빠르게 진행되므로 pKa 차이가 어느 정도만 나면 적정에 무리가 없지만, 산화-환원 적정은 반응 속도가 매우 다양하다. == 예시 == 일반화학 수준까지는 산-염기 반응을 제외하면 대부분 산화-환원 반응이라고 봐도 무방하다. 전지, 전기분해(수전해)가 보통 나오는 예시지만 이외에도 많은 예시가 있다. == [[이온화 경향]] == 이온화 경향이 큰 금속은 전자를 잃고 산화되기 쉬우며 이온화 경향이 작은 금속은 전자를 얻어 환원되기 쉽다. 화학 전지에서 이온화 경향이 작은 금속이 +극, 큰 금속이 -극이 된다.캡챠되돌리기