酸化還元反応（呼吸反応のまとめ、半反応式の一般化）

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    生物の呼吸に関する半反応式をまとめました。                                   

                                                                                                                   

    ①有機物酸化   CO₂  +  4H⁺ + 4e- =   CH₂O + H₂O                    

                                                                                                                   

    ②酸素呼吸：               O₂  +  4H⁺ + 4e^-  =  2H₂O                                  

    ③硝酸呼吸：               4NO₃^- + 24H⁺ + 20e^-  =   2N₂ + 12 H₂O 

    　（硝酸呼吸により直接N₂が発生することはないので、この呼吸反応は無い）

                        NO₃^- + 2H⁺ + 2e^-   =  NO₂^- + H₂O                       

    　　　                （硝酸呼吸では、まず亜硝酸が生ずる）

    ④硫酸呼吸：    SO₄^2- + 10H⁺ + 8e^-   =  H₂S + 4H₂O                 

    ⑤メタン発酵：　CO₂ + 8H⁺  + 8e^-  =   CH₄ + 2H₂O                               

     

    　半反応だけでは、電子が宙ぶらりんな状態なので、個別の半反応だけでは、どちらの方向に反応が進むか決められません。そのため、左辺（原形）と右辺（生成形）をイコール（=）で結んで、電子が左辺にあるよう配置します。

    
    

    
    

    半反応式を一般化した記載方法：

    　左辺にある物質を酸化体（電子を受け取る物質）といいOxと略します。右辺にある物質を還元体（電子を与える物質）といい、Redと略します。半反応式を一般化して、以下に記します。

    
    

                     Ox + e-　＝　Red

    
      　半反応一つだけでは酸化還元反応は成り立ちません。半反応式にある、Oxが電子をもらってRedになります。決して、半反応式にあるRedの電子がOxに渡されるのではありません。別の半反応と電子のやりとりがあって、酸化還元反応が起こるのです。例えば、①と④の半反応が組むと硫酸呼吸の酸化還元反応が進みます。つまり、①反応の方向は右→左、④反応の方向は左→右と決まります。②と④が組めば、②の方向は左→右、④の方向は右→左と決まります。

    
    

    　ただし、光合成では逆の反応が進むように、周囲の環境（酸化還元電位や物質の濃度）によっては、上で説明した方向とは逆に反応が進むこともあり得ます。