薬剤師国家試験 令和05年度 第108回 - 一般 理論問題 - 問 93

酸化還元反応と化学電池に関する記述のうち、正しいのはどれか。２つ選べ。

１　酸化還元反応において、電子を受け取るのは還元剤である。
２　コハク酸（C4H6O4）＋ FAD → フマル酸（C4H4O4）＋ FADH2の反応において、コハク酸は酸化剤である。
３　進行中の酸化還元反応の起電力は、Henderson−Hasselbalchの式で表すことができる。
４　電解質の濃度のみが異なる2つの半電池からなる化学電池（濃淡電池）の標準起電力は0 Vである。
５　反応が自発的に進行している化学電池では、カソード（正極）で還元反応が起こる。

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解答　４、５

化学反応において、電子を放出する反応（水素原子を失う反応）を酸化反応、電子を受け取る反応（水素原子を得る反応）を還元反応といい、酸化反応と還元反応は必ず同時に進行するため、まとめて酸化還元反応という。このとき、自身が還元されることで相手を酸化する物質を酸化剤、自身が酸化されることで相手を還元する物質を還元剤と呼ぶ。
また、化学電池とは、酸化還元反応を利用して電気エネルギーを取り出す装置のことである。

１　誤
酸化還元反応において、電子を受け取る物質は、自身が還元されることで相手を酸化するため、酸化剤である。

２　誤
コハク酸（C4H6O4）＋ FAD → フマル酸（C4H4O4）＋ FADH2の反応において、コハク酸は水素原子を失い自身が酸化されることで、FADを還元するため、還元剤である。


３　誤
進行中の酸化還元反応の起電力は、Nernstの式（ネルンストの式）で表すことができる。なお、Henderson−Hasselbalchの式（ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式）は、緩衝液のpHを表すことができる式である。

４　正
標準起電力とは、カソード（正極）とアノード（負極）の標準電極電位の差で表される。標準電極電位は、標準状態における電極電位であるため、電解質の濃度に関わらず半電池の電極に用いた金属に固有の値となる。濃淡電池は、2つの半電池の電極に用いる金属が同じであるため、カソード（正極）とアノード（負極）の標準電極電位は等しくなり、標準起電力は0 Vとなる。

５　正
反応が自発的に進行している化学電池では、アノード（負極）からカソード（正極）に電子が流れこむため、カソード（負極）では還元反応が起こる。

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