還元剤は、酸化還元反応において酸化剤を還元する機能を有する物質です。還元剤は本質的に電子供与体であり、通常は酸化レベルが最も低く、電子量が多い物質です。
原子の酸化状態が変化する化学反応があります。これらの反応には、還元プロセスと補足的な酸化プロセスが含まれます。これらの反応では、1つの分子、原子、またはイオンからの1つ以上の電子が別の分子、原子、またはイオンに転送されます。これは、酸化物還元反応の生成を伴う。
酸化物還元プロセス中、電子（または電子）を失う（または寄付する）元素または化合物は、電子受容体である酸化剤とは対照的に、還元剤と呼ばれます。次に、還元剤は酸化剤を還元すると言われ、酸化剤は還元剤を酸化する。
最良または最強の還元剤は、原子半径が最大のものです。つまり、核からそれを囲む電子までの距離が大きくなります。
通常、還元剤は金属またはマイナスイオンです。一般的な還元剤には、アスコルビン酸、硫黄、水素、鉄、リチウム、マグネシウム、マンガン、カリウム、ナトリウム、ビタミンC、亜鉛、さらにはニンジン抽出物が含まれます。
還元剤とは？
すでに述べたように、還元剤は、酸化物還元反応が起こったときに酸化剤を還元する役割を果たします。
酸化物還元反応の単純で典型的な反応は、好気性細胞呼吸の反応です。
C 6 H 12 O 6（S）+ 6O 2（G）→6CO 2（G）+ 6H 2 O（L）
この場合、グルコース（C 6 H 12 O 6）が酸素（O 2）と反応すると、グルコースは還元剤として振る舞い、電子を酸素に供給します-つまり、酸化されます-酸素は酸化剤になります。
有機化学では、最良の還元剤は反応に水素（H 2）を提供する試薬です。この化学の分野では、還元反応は分子への水素の付加を指しますが、上記の定義（酸化物還元反応）も適用されます。
還元剤の強さを決定する要因
物質が「強い」と見なされるためには、多かれ少なかれ電子を放出する分子、原子、またはイオンであることが期待されます。
このため、還元剤が持つ可能性のある力を認識するために考慮しなければならない一連の要因があります：電気陰性度、原子半径、イオン化エネルギー、および還元電位。
電気陰性
電気陰性度は、結合した電子のペアをそれ自体に引き付ける原子の傾向を表す特性です。電気陰性度が高いほど、原子が周囲の電子に及ぼす引力が大きくなります。
周期表では、電気陰性度は左から右に増加するため、アルカリ金属は電気陰性度が最も低い元素です。
原子ラジオ
原子数を測る性質です。これは、原子核の中心から周囲の電子雲の境界までの典型的または平均的な距離を指します。
この特性は正確ではありません。さらに、その定義にはいくつかの電磁力が含まれますが、この値は周期表の左から右に減少し、上から下に増加することがわかっています。これが、アルカリ金属、特にセシウムの原子半径が大きいと考えられている理由です。
イオン化エネルギー
この特性は、原子から最小結合電子（価電子）を除去してカチオンを形成するために必要なエネルギーとして定義されます。
電子が周囲の原子核に近いほど、原子のイオン化エネルギーが高いと言われています。
イオン化エネルギーは、周期表の左から右へ、そして下から上へと増加します。繰り返しになりますが、金属（特にアルカリ金属）はイオン化エネルギーが低くなります。
削減ポテンシャル
これは、化学種が電子を獲得する傾向、つまり減少する傾向の指標です。各種には固有の還元電位があります。電位が高いほど、電子との親和性が高くなり、還元される能力も高くなります。
還元剤は、電子との親和性が低いため、還元電位が最も低い物質です。
より強力な還元剤
上記の要因により、「強い」還元剤を見つけるためには、電気陰性度が低く、原子半径が大きく、イオン化エネルギーが低い原子または分子が望ましいと結論付けることができる。
すでに述べたように、アルカリ金属はこれらの特性を持ち、最強の還元剤と考えられています。
一方、リチウム（Li）は還元電位が最も低いため、最も強力な還元剤と見なされますが、LiAlH 4分子は、これと他の望ましい特性を備えているため、すべての中で最も強力な還元剤と見なされます。
還元剤との反応例
日常生活でサビが減るケースはたくさんあります。最も代表的なもののいくつかを以下に詳述します：
例1
オクタン（ガソリンの主成分）の燃焼反応：
2C 8 H 18（l）+ 25O 2 →16CO 2（g）+ 18H 2 O（g）
オクタン（還元剤）が電子を酸素（酸化剤）に供与し、二酸化炭素と水を大量に生成する様子を見ることができます。
例2
グルコースの加水分解は、一般的な還元のもう1つの有用な例です。
C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2P + 2NAD + →2CH 3 COCO 2 H + 2ATP + 2NADH
この反応では、NAD（この反応では電子受容体および酸化剤）の分子がグルコース（還元剤）から電子を受け取ります。
例3
最後に、酸化第二鉄反応で
Fe 2 O 3（s）+ 2Al（s）→Al 2 O 3（s）+ 2Fe（l）
還元剤はアルミニウム、酸化剤は鉄です。
参考文献
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- BBC。（sf）。BBC.co.uk。bbc.co.ukから取得
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- ピーター・アトキンス、LJ（2012）。化学原理：洞察の探求。