Redoksprotsesside

Redoksprotsesside ehk oksüdo-reduktsiooniprotesside mõiste hõlmab elektronide ülekandmist aine vahel. Igas redoksprotsessis on oksüdant, mis võtab vastu elektronid, ja redutseerija (reduktor), mis elektronid eraldab. Oksüdatsioon on elektronide kaotamine ning redutseerimine nende vastuvõtmine; seetõttu muutuvad osalevate ainete oksüdatsiooninumbrid. Need protsessid esinevad laialdaselt keemilistes reaktsioonides, bioloogilistes süsteemides ja keskkonnas ning võivad olla nii spontaaned kui ka energiatarbijad.

Peamised mõisted hõlmavad poolreaktsioone, oksüdatsioonitasemete muutumist ja redoks-potentsiaali (E°). Oksüdatsioon on elektronide kaotamine, redutseerimine elektronide vastuvõtmine. Poolreaktsioonide tasakaalustamiseks ja potentsiaalide hindamiseks kasutatakse Nernsti võrrandit, mis seob redoks-potentsiaal kontsentratsioonide ja pH-ga. Oksüdant ja redutor on määratletud rollid sõltuvalt reaktsioonist.

Näited ja tähtsus: Bioloogias on redoksprotsessid keskse tähtsusega energiavahetuses, näiteks raku hingamisel ja fotosünteesil, kus elektronid liiguvad läbi elektronide transportahela. Keskkonnas kontrollivad redoksprotsessid rauda ja lämmastiku tsüklit ning mõjutavad veekvaliteeti ja mullastikku. Tööstuses on redoksreaktsioonid aluseks patareide ja akude toimimisele, galvaniliste rakude tööle ning korrosioonimehhanismidele ning vee puhastuse ja materjalitöötlemise tehnoloogiate arendamisele.

Redoks-potentsiaale mõõdetakse voltmetria abil standardtingimustes (E°). Reaalsetes lahustes sõltub potentsiaal kontsentratsioonidest ja pH-st; Nernsti võrrand kirjeldab neid sõltuvusi. Redoksprotsessidel on oluline roll keemias, bioloogias ja keskkonnatööstuses, kus arvestatakse elektronide liikumist ja energiaülekannet.