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중학교 2학년 (13-14세)

산화와 환원

Oxidation & Reduction

비 맞은 자전거 체인이 붉게 녹슬고 장작이 타오르는 것은 빠르기만 다를 뿐 같은 반응이에요. 둘 다 물질이 산소와 결합하는 산화예요. 반대로 산화구리에서 산소를 떼어 구리를 얻는 것처럼 산소를 잃는 반응은 환원인데, 한 물질이 산소를 잃으면 그 산소를 받는 물질이 꼭 있어서 산화와 환원은 언제나 함께 일어나요. 위 그림의 세 모드에서 산소가 붙는 산화, 전자를 잃는 산화, 마그네슘과 산화구리 사이에서 산화와 환원이 동시에 일어나는 모습을 차례로 볼 수 있어요. 아래 철못 그림은 산화가 진행될수록 녹이 번져 가는 모습이고, 녹을 막는 방법은 결국 철이 물과 산소를 만나지 못하게 하는 것이에요.

산화란 무엇인가

🔥 산소를 얻으면 산화, 잃으면 환원
①철이 녹스는 것은 철이 산소와 천천히 결합하는 느린 산화다
②나무가 타는 것은 탄소와 수소가 산소와 빠르게 결합하는 빠른 산화(연소)다
③산화구리가 산소를 잃고 구리가 되는 것처럼 산소를 잃는 반응은 환원이다
④전자로 보면 전자를 잃는 것이 산화, 전자를 얻는 것이 환원이다

산화·환원 반응을 그림으로

산화와 환원
산화: 산소를 얻음 · 전자를 잃음 ↔ 환원: 산소를 잃음 · 전자를 얻음
한 물질이 잃은 산소나 전자를 다른 물질이 얻으므로 둘은 늘 함께 일어난다

생활 속 산화, 녹

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💡 녹을 막는 방법
①철은 물과 산소가 함께 있을 때 빨리 녹슨다. 바닷가처럼 소금기가 있으면 더 빠르다
②페인트를 칠하거나 기름을 발라 물과 산소를 막는다
③아연을 입힌 철(함석)은 아연이 먼저 산화되어 철을 지킨다
④스테인리스강은 섞인 크로뮴이 얇은 막을 만들어 속을 보호한다

산화·환원의 이용

금속 얻기 (환원)
2CuO + C → 2Cu + CO₂
산화구리를 탄소와 함께 가열하면 탄소가 산소를 빼앗아 구리가 남는다. 산화구리는 환원되고 탄소는 산화된다
연소 (빠른 산화)
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + 에너지
가스레인지의 메테인이 산소와 빠르게 결합하면서 열과 빛을 낸다

총정리

산화·환원 한눈에
산화(산소 얻음 · 전자 잃음) ↔ 환원(산소 잃음 · 전자 얻음)
한쪽이 산화되면 반드시 다른 쪽이 환원된다
🎯 시험에서 자주 묻는 것
①산화는 산소를 얻거나 전자를 잃는 반응이다
②환원은 산소를 잃거나 전자를 얻는 반응이다
③산화와 환원은 항상 동시에 일어난다
④녹(느린 산화)과 연소(빠른 산화)는 빠르기만 다를 뿐 같은 종류의 반응이다
⑤광석에서 금속을 얻는 제련은 환원을 이용한다

예제와 단원평가

예제 1
철이 녹슬어 산화철이 되는 것과, 산화구리에서 산소를 떼어 내 구리를 얻는 것은 각각 산화와 환원 가운데 무엇인가?
1
산소를 얻는 반응은 산화, 산소를 잃는 반응은 환원이다.
2
철은 산소를 얻어 산화철이 되므로 산화이고, 산화구리는 산소를 잃어 구리가 되므로 환원이다.
▸ 철이 녹스는 것은 산화, 산화구리가 구리가 되는 것은 환원이다
산화구리가 잃은 산소를 받아 가는 물질(예: 탄소)은 그 순간 산화된다.
예제 2
산화구리와 탄소를 함께 가열하면 구리와 이산화탄소가 생긴다. 이때 산화와 환원은 따로 일어날까, 함께 일어날까?
1
산화구리가 잃은 산소는 사라지지 않고 탄소와 결합한다.
2
산화구리는 산소를 잃어 환원되고, 탄소는 산소를 얻어 이산화탄소로 산화된다. 한 반응 안에서 두 과정이 동시에 일어난다.
▸ 함께 일어난다. 산화구리는 환원되고 탄소는 산화된다
식으로 쓰면 2CuO + C → 2Cu + CO₂이고, 양쪽의 구리·산소·탄소 원자 수가 같다.
단원평가 유형
산화와 환원에 대한 설명으로 옳은 것은?
①산소를 잃는 것을 산화라고 한다
②산화와 환원은 항상 동시에 일어난다
③전자를 얻는 것을 산화라고 한다
④철에 페인트를 칠하면 산화가 빨라진다
⑤연소는 산소를 잃는 환원 반응이다
▸ ② 산화와 환원은 항상 동시에 일어난다
1
한쪽이 산소를 잃으면(환원) 다른 쪽이 산소를 얻으므로(산화), 산화와 환원은 항상 함께 일어난다.
2
산소를 잃는 것은 환원이고(①), 전자를 얻는 것은 환원이며(③), 페인트칠은 산소를 차단해 산화를 막고(④), 연소는 산소와 결합하는 산화 반응이다(⑤).

마지막 수정

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