Hapetumisvaiheiden

Hapetumisvaiheet ovat oksidointiprosessin eri vaiheita, joissa aine tai järjestelmä etenee korkeampiin hapetusasteisiin. Termiä käytetään laajasti kemiassa, ympäristötieteissä ja materiaaleja koskevissa tutkimuksissa kuvaamaan peräkkäisiä oksidointiprosesseja.

Ympäristöissä hapetumisvaiheet heijastavat redox-gradienteja, joita syntyy esimerkiksi vesistöissä ja kosteikoissa. Alimmissa anoksisissa oloissa aineiden rauta- ja mangaanioneja voi esiintyä pääasiassa Fe2+ ja Mn2+-muodoissa; kun hapetus etenee, syntyy epäorgaanisia oksideja kuten Fe(III)- ja Mn(IV)-yhdisteitä, ja mahdollisesti sulfaatit sekä nitraatit muodostuvat hapetus-pelkistymisreaktioiden seurauksena. Näiden vaiheiden järjestys riippuu ympäristön Eh:stä, pH:sta, veden kyllästyydestä ja oksidanttien saatavuudesta.

Pelkästään hapetumisvaiheista voidaan puhua, kun käsitellään redox-tilojen muutoksia: Eh:n ja pH:n mittauksin sekä seuraamalla redoxparien kuten Fe2+/Fe3+ tai NO3-/N2. Geokemialliset mallit auttavat kuvatessa, miten hapetumisvaiheet etenevät ajan ja olosuhteiden muuttuessa. Eh-pH-diagrammit auttavat ennustamaan metallien liikkumista ja saostumista ympäristössä.

Hapetumisvaiheiden tunteminen on tärkeää monilla alueilla: maatalouden ravinnekierron ymmärtäminen, vedenkäsittely, saastuneiden maa-alueiden kunnostus sekä rakennus- ja materiaalitekniikka, jossa korroosio on keskeinen tekijä.