酸化と還元の反応は酸素と水素の受け渡しで定義できます。しかしそれだけでは説明できない酸化還元反応もあります。定義の範囲を広げて電子の授受、つまりは電子の受け渡しで酸化還元反応が定義できるようになりますので確認しておきましょう。
酸化・還元の定義
酸化とは
狭い意味では、
物質が酸素を受け取る（結合する）こと、
または化合物から水素がとれる（化合物が水素を渡す）ことを酸化といいます。
\( \mathrm {CuO}\,+\,\mathrm {H_2}\,\rightarrow \,\mathrm {Cu}\,+\, \mathrm {H_2O}\)
この反応では、
水素は酸素と結合しているので酸化されています。
「酸化」と単純に使う場合は「酸化される」ことを言いますので覚えておきましょう。
酸素と結合することを酸化されると定義しておけばだいたいは分かってきますが、定義の範囲を広げることができます。
広い意味での酸化は、
物質やイオンが電子を失う変化をいいます。
\( \mathrm {CuO}\,+\,\mathrm {H_2} → \mathrm {Cu}\,+\, \mathrm {H_2O}\)
この反応で水素は
\(\mathrm {H_2} → 2\mathrm {\color{red}{H^+}}\,+\,2 \mathrm {\color{red}{e^-}}\)
と電子を失って（酸化銅に渡して）います。
これも広い意味での酸化になります。
言葉での定義は何においても分かりにくいものです。笑
後で酸化数という言葉が出てきますのでその時に再度確認しましょう。
先ずは還元も定義しておきます。
還元とは
狭い意味では、
物質が水素を受け取る（結合する）こと、
または化合物から酸素がとれる（化合物が酸素を渡す）ことを還元といいます。
「還元」と単純に使う場合は「還元される」ことをいうのは酸化の場合と同じです。
還元の場合は水素を受け取ることを還元と定義すると分かりにくい場合があります。
水素の受け取り手が化合物なので、化合物全体をいえば良いのか、化合物中の元素をいえば良いのか、
何が還元されたか分かりにくいです。
\( \mathrm {CuO}\,+\, \mathrm {H_2} → \mathrm {Cu}\,+\, \mathrm {H_2O}\)
この反応では酸素は水素を受け取っていますが還元されたわけではありません。
そこで、最初から定義の範囲を広げておく方が、原子レベルで酸化還元が判断出来るので分かり易くなります。
広い意味での還元は、
物質やイオンが電子を受け取る変化をいいます。
\( \mathrm {CuO}\,+\,\mathrm {H_2} → \mathrm {Cu}\,+\, \mathrm {H_2O}\)
この反応で水素は電子を渡しますが、受け取り手は、酸化銅という化合物ではなく、
\( \mathrm {Cu^{2+}}\,+\,2\mathrm {e^-} → 2\mathrm {Cu}\)
と銅イオンが電子を受け取って還元されています。
これも広い意味での還元になります。
酸化と還元の定義をまとめておきます。
酸化：酸素原子と結合すること。水素原子を失うこと。電子を失うこと。
還元：酸素原子を失うこと。水素原子と結合すること。電子を得ること。
酸化還元反応の発生
広い定義で考えると分かり易いのですが、
電子を失うものがあれば、必ずその電子を得る原子やイオンがあるはずです。
例えば、
\(2\mathrm {Cu}\,+\,\mathrm {O_2} → 2\mathrm {CuO}\)
で銅は電子を放出して（失って）います。
\(2 \mathrm {Cu} → 2\mathrm {Cu^{2+}}\,+\,4 \mathrm {e^-}\)
つまり酸化されたことになります。
一方、酸素は電子を受け取っています。
\( \mathrm {O_2}\,+\,4\mathrm {e^-} → 2\mathrm {O^{2-}}\)
つまりは還元されたということです。
このように酸化されるものがあれば還元されるものが必ず存在しているということで、
「酸化と還元の反応は同時に起こっている」のです。
酸化と還元はもっと具体的に説明しますが、
ここだけは理解しておいてください。
酸素と水素の受け渡しだけでは酸化還元は分かりにくいです。ｗ
酸化数が表せるようになれば化学反応がわかりやすくなります。