Hapetusprosessi

Hapetusprosessi on kemiallinen reaktio, jossa aine menettää elektroneja tai sitoutuu hapen kaltaisen elektronin vastaanottajaan. Usein hapetus tarkoittaa hapetuslukujen nousua, ja prosessi etenee redox-reaktion osana yhdessä pelkistysprosessin kanssa. Hapetus voi tapahtua joko elektronien siirron kautta tai hapen sitoutumisena yhdisteeseen.

Tyypillisiä esimerkkejä hapetuksesta ovat korroosio (raudan hapettuminen kosteissa olosuhteissa) ja palaminen sekä monien orgaanisten yhdisteiden hapettuminen. Hapetusprosessit voivat tapahtua sekä epäorgaanisissa että orgaanisissa järjestelmissä ja voivat olla voimakkaasti eksotermisiä tai hidastuneita riippuen olosuhteista kuten lämpötilasta, pH:sta, paineesta ja katalyyteistä. Hapetuksessa nousee aineen hapetusluku, ja samalla pelkistys etenee toiseen osaan redox-paria.

Biologiassa hapetus liittyy energian vapautumiseen soluissa. Esimerkiksi soluhengitys hapettaa tähteeksi glukoosia elektroninsiirtoketjussa, jossa NAD+/NADH ja FAD/FADH2 siirtävät elektroneja. Lopputuotteina ovat vesi ja hiilidioksidi, ja nämä reaktiot tuottavat adenosiininitrifosfaatin (ATP) kaltaista energiayksikköä soluille.

Teollisuudessa hapetuksilla on keskeinen rooli kemianteollisuudessa, energian tuotannossa sekä materiaalien käsittelyssä. Hapetukset mahdollistavat esimerkiksi yhdisteiden valmistuksen ja energian vapauttamisen; niitä ohjataan usein katalyyttien, lämpötilan ja paineen kautta. Hapetusprosesseja mitataan redox-tasapainon avulla, ja niiden potentsiaalit ilmaistaan standardin redox-tekijöin, kuten Eh ja standardin pelkistyspotentiaalit.