Halvreaktioner

Halvreaktioner är den uppdelade representationen av en redoxreaktion där oxidation och reduktion behandlas separat. Vid en halvreaktion överförs elektroner; oxidation avger elektroner och reduktion absorberar dem. Genom att skriva båda halvreaktionerna kan man tydligt se hur elektroner flyttas mellan ämnen och hur ämnen får sina oxidationstal ändrade.

Så här balanserar man: först skrivs den oxidationella och reduktionella halvreaktionen separat. Därefter balanseras atomerna i varje halvreaktion. Laddningen balanseras sedan genom att lägga till elektroner på rätt sida. I sur miljö används ofta H+ och H2O för att balansera syre- och väteatomerna; i basisk miljö används OH- och H2O. När elektronerna är balanserade skrivs halvreaktionerna ihop så att elektronerna utjämnas mellan dem, vilket ger den sammanlagda redoxreaktionen.

Halvreaktioner används främst inom elektrochemie och redoxanalys. De gör det möjligt att avgöra vilka ämnen som oxideras respektive reduceras och hur elektronerna överförs i en galvanisk eller elektrolytisk cell. Standardreduktionspotentialer (E°) används för att uppskatta riktningen och styrkan i redoxreaktioner och för att beräkna cellpotentialen (E°cell = E°Cathode − E°Anode).

Exempel: i en lösning där zink oxideras och kopparjoner reduceras skrivs halvreaktionerna som Zn → Zn2+ + 2 e− och Cu2+ + 2 e− → Cu. När dessa kombineras blir den sammanlagda reaktionen Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu. Halvreaktionstekniken är ett grundläggande verktyg för att analysera och balansera redoxreaktioner.