Redoksreaktioihin

Redoksreaktiot ovat kemiallisia reaktioita, joissa elektronit siirtyvät aineesta toiseen. Oksidaatio tarkoittaa elektronien menettämistä, pelkistys elektronien vastaanottamista. Näin oksidointi ja pelkistäminen muodostavat parin, ja reaktio voidaan nähdä elektroninsiirtona kahden aineen välillä. Termi viittaa sekä hapetuslukujen muutoksiin että elektronien liikkeeseen.

Esimerkkejä puolireaktioista ovat Fe2+ -> Fe3+ + e- (oksidaatio) ja Cu2+ + 2 e- -> Cu (pelkistys). Kun nämä puolireaktiot yhdistetään, elektronien määrä säilyy ja syntyy kokonaisreaktio. Puolireaktioiden tasoitus sekä sähkökemiallisten potentiaalien käyttö auttavat ennustamaan reaktion kulkua ja soveltamista.

Standardipotentiaalit (E°) kuvaavat, miten helposti jokin yhdiste pelkistyy tai oksidoituu verrattuna vakioreaktiohin. Niillä voidaan arvioida reaktion spontaneisuutta sekä suunnitella redox-titrauksia, akkuja ja elektrolyysiä. Puolireaktioiden E°-arvot antavat myös vinkkejä, mitkä yhdisteet toimivat vahvoina hapetin- tai pelkistimen rooleissa.

Käytännössä redoksreaktiot ovat keskeisiä sekä luonnossa että teknologiassa. Biologiassa elektroninsiirtoketjut fotosynteesissä ja soluhengityksessä muuttavat valon tai kemiallisen energian kemialliseksi energiaksi. Ympäristössä redoxilajit vaikuttavat maaperän ja veden kemiaan sekä metallien korroosioon. Teollisuudessa ne ovat perusta paristoille, elektrolyysille ja monille analyyttisille tekniikoille. Yhteenvetona redoksreaktiot kuvaavat miten elektronien liikettä käytetään energian siirtämiseen ja kemiallisen tasapainon säätelyyn.