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酸化と還元

この節での特訓内容
1.酸化・還元反応
2.金属と非金属
3.金属のイオン化傾向
4.金属の腐食

この節では酸化と還元について特訓する。
ものが燃えたり金属が錆びたりするのも酸化および還元作用によるものである。
危険物取扱者試験においても重要となる節なのでしっかりと特訓して確実に得点できるようにするのだ。
では特訓開始。


1.酸化・還元反応

酸化とは:

1.物質が酸素(O)と化合したり、水素(H)を失うこと。

2.物質が電子を放出すること。

還元とは

1.物質が水素(H)と化合したり、酸素(O)を失うこと。

2.物質が電子を獲得すること。

そして、酸化と還元は必ず「同時」に起こる

酸化と還元の定義を確認したところで実際の酸化還元反応の例を以下に記載する。

反応

酸化

○鉄がさびる。

○ガソリンが燃焼して二酸化炭素と水蒸気になる。

○銅が加熱されて酸化銅になる。
などなど。

還元

○酸化銅が水素と化合し、銅と水になる。

○酸化銅が炭素と化合し、銅と二酸化炭素になる。
などなど。



2.金属と非金属

金属と非金属は簡単にイメージできると思うが一応以下に特徴と解説を載せた。

金属の特徴 非金属の特徴

○光沢がある

○熱や電気の良導体である

○常温で固体である。
水銀が唯一の液体

○比重が大きく融点が高い。
などなど

○光沢がない。

○熱や電気の不良導体である

○常温で固体・液体・気体である。


○比重が小さく融点が低い。
などなど



3.金属のイオン化傾向

金属原子が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う。

※陽イオンについて理解出来ていない方は「酸と塩基」の節で再特訓するのだ。

そしてそのイオン化傾向が強い金属ほど酸化されやすくさびやすい

以下にイオン化傾向の大きい順に並べた表(イオン化列)を記載しておくぞ

イオン化列

日常生活では鉄(Fe)のさびを多く目にする。
鉄がイオン化列のどの位置にあるかを確認するのだ。



4.金属の腐食

金属の腐食

金属が錆びたり、イオンが溶け出したりする現象。

危険物を取扱う際に缶やタンクがさびてしまったらそこから危険物が流出してしまう恐れがある。

そこで金属が腐食する要因を理解し腐食を防止する必要がある。

腐食する要因

○空気(酸素)と水が存在する場所にある。

○塩分を含む場所にある。

○鉄の配管で鉄よりイオン化傾向の小さい金属と接続している。

○酸性の強い空間や土壌にある。

○乾燥した部分と湿った部分との境界線にある。

などなど。

腐食の防止策

○防錆剤等を使用し金属表面に膜を作り、空気や水に接触させないようにする。

○鉄の配管には鉄よりイオン化傾向が大きい金属を接続させて鉄の代わりにその金属を腐食させる。
イオン化傾向が大きい金属として「マグネシウム・アルミニウム・亜鉛」を用いる。

○pH12以上の強塩基性のコンクリートに埋没する。 などなど。

教官から一言
この節では酸化還元反応について特訓したが、危険物取扱者試験では重要な事項になるのでしっかりと頭に叩き込むのだ。
特に危険物を取扱う場合において、収納容器の腐食による危険物の流出は絶対に避けなければならない。
イオン化傾向の特徴と金属の腐食については確実に理解する必要がある。


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本試験要点チェック ~理解度を確認するのだ~

酸化と還元について、以下の質問(または空欄)に答えよ。答えは問題文をクリック

酸化とは、物質が[ ]と化合すること。物質が[ ]を失うこと。物質が電子を[ ]すること。と定義される。

酸化とは、物質が酸素と化合すること。物質が水素を失うこと。物質が電子を放出することと定義される

※酸化の3定義:「酸素」・「水素」・「電子」の3つ。

還元とは、物質が[ ]と化合すること。物質が[ ]を失うこと。物質が電子を[ ]すること。と定義される。

還元とは、物質が水素と化合すること。物質が酸素を失うこと。物質が電子を獲得することと定義される

※還元の3定義:「酸素」・「水素」・「電子」の3つ。

酸化反応と還元反応は必ず[ ]に起こる。

酸化反応と還元反応は必ず同時に起こる

鉄がさびるのは[ ]反応である。

鉄がさびるのは酸化反応である

酸化銅が水素と化合して銅と水になる反応は[ ]反応である。

酸化銅が水素と化合して銅と水になる反応は還元反応である

ガソリンが燃焼して二酸化炭素と水蒸気になる反応は[ ]反応である。

ガソリンが燃焼して二酸化炭素と水蒸気になる反応は酸化反応である

金属で唯一常温で液体の物質は[ ]である。

金属で唯一常温で液体の物質は水銀である

物質が腐食しやすい要因について以下を答えよ。

[ ]と水が存在する場所にある。

酸素(空気)と水が存在する場所にある

[ ]を含む場所にある。

塩分を含む場所にある

鉄の配管で鉄よりイオン化傾向が[ ]い金属と接触している。

イオン化傾向が小さい金属と接触している

[ ]性の強い空間や土壌にある。

酸性の強い空間や土壌にある

乾燥した部分と湿った部分の[ ]にある。

乾燥した部分と湿った部分の境界にある

物質の腐食防止策について以下を答えよ。

[ ]等を金属表面に塗布し空気(酸素)や水の接触を避ける。

防腐剤等を金属表面に塗布し空気(酸素)や水の接触を避ける

鉄の配管の場合は鉄よりイオン化傾向が[ ]い金属と接触させる。

鉄の配管の場合は鉄よりイオン化傾向が大きい金属と接触させる

※鉄の身代わりに他のイオン化傾向が大きい物質を接触させて鉄の配管を守るということ。

鉄よりイオン化傾向が大きく、鉄の腐食を防止するため、[ ]・[ ]・[ ]の3つの金属を用いる。

マグネシウム・アルミニウム・亜鉛を用いる

強い[ ]性のコンクリートに埋没させる。

強い塩基(アルカリ)性のコンクリートに埋没させる