Oksidasjonsreduksjonsprosesser

Oksidasjonsreduksjonsprosesser (redoksprosesser) er kjemiske reaksjoner der elektroner overføres mellom atomer eller ioner. Under slike prosesser endres oksidasjonstilstanden til artene som deltar. En substans som gir fra seg elektroner kalles en reduksjonsagent og blir oksidert; en substans som tar opp elektroner kalles en oksidasjonsagent og blir redusert. Elektronoverføring skjer alltid i par: en oksidasjon og en reduksjon. Overføringen kan skje direkte mellom stoffer eller via mellomledd som ioner i løsning eller metallflater.

For å analysere redoksreaksjoner brukes oksidasjonstall for å følge endringer. En halvreaksjon viser bare en av prosessene, og ved å kombinere en oksidasjonshalvreaksjon med en reduksjonshalvreaksjon får man den samlede reaksjonen. Redoks-systemer kan måles ved redoks-potensialer (standard elektrodepotensialer, E°). Et mer positivt E° indikerer større tendens til å motta elektroner. Nernst-ligningen kobler forholdet mellom E° og forholdet mellom konsentrasjonene av oksidasjons- og reduksjonsmidler til beregning av faktisk redoks-potensial.

Vanlige eksempler inkluderer korrosjon som rustdannelse på jern, forbrenning av drivstoff, og biologiske prosesser som celleånding hvor NAD+/NADH fungerer som et viktig redokspar. I naturen driver redoksreaksjoner biogeokjemiske sykluser i jord og vann. Industrielt utnyttes redoksreaksjoner i metallurgi, elektrolyse, vannbehandling og i energilagring og konvertering som i batterier og brenselceller. Forståelsen av oksidasjon og reduksjon er derfor sentral i kjemi, miljøkjemi, biologi og teknologi.