Halvreaktionerna

Halvreaktionerna är de två delreaktionerna i en redoxreaktion som beskriver elektronöverföringen mellan ämnen. En halvreaktion står för oxidation, det vill säga förlust av elektroner, eller reduktion, det vill säga upptag av elektroner. I en fullständig redoxreaktion kombineras en oxidation-halvreaktion med en reduktion-halvreaktion så att elektronerna rör sig från oxidationssytt till reduktionssytt och därmed försvinner mellan höger och vänster.

Balansen av halvreaktioner följer en systematisk metod. Först balanseras atomer utom H och O. Därefter balanseras syre genom tillsats av vatten och väte genom tillsats av vätejoner i sur lösning eller hydroxidjoner i basisk lösning. Slutligen balanseras elektronerna så att båda halvreaktionerna har samma antal elektroner. När de två halvreaktionerna sätts ihop kommer elektronerna att elimineras och man erhåller den balanserade fullständiga redoxreaktionen.

Exempel: i en typisk galvanisk cell där zink oxideras och koppar reduceras får man oxidation: Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e− och reduktion: Cu2+(aq) + 2 e− → Cu(s). Den sammanlagda reaktionen blir Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s). Halvreaktioner används också för att bedöma spontanitet och beräkna cellpotentialer.

I elektrochemiska sammanhang anges för varje halvreaktion standardreduktionspotentialer. Skillnaden mellan katodens och anodens reduktionspotentialer ger cellpotentialen: E°cell = E°red(katod) − E°red(anod). Halvreaktionerna är därmed grunden för analys av redoxprocesser och elektrokemiska celler.