RedoxProzessen

Redoxprozesse, auch Redoxreaktionen genannt, sind chemische Reaktionen, bei denen Elektronen zwischen Spezies übertragen werden. In solchen Reaktionen ändert sich die Oxidationsstufe der beteiligten Stoffe. Der Stoff, der Elektronen verliert, wird oxidiert und dient als Reduktionsmittel; der Stoff, der Elektronen aufnimmt, wird reduziert und wirkt als Oxidationsmittel. Oft laufen Redoxreaktionen als gekoppeltes Paar ab, wobei zwei Halbreaktionen zugrunde liegen: eine Oxidations- und eine Reduktionsreaktion.

Zentrale Begriffe sind Oxidationsstufen, Reduktant (Reduktionsmittel), Oxidant (Oxidationsmittel), Elektrodenpotential und Redoxpaare. Das Standard-Redoxpotential E° gibt an, wie stark ein Redoxpaar unter Standardbedingungen Elektronen transferiert. Die Nernst-Gleichung beschreibt, wie Potenziale durch Konzentrationen und pH beeinflusst werden.

Redoxprozesse kommen in chemischen, elektrochemischen, biologischen und umweltbezogenen Kontexten vor. Beispiele: Die Verbrennung oder Korrosion gehören zu den chemischen Redoxreaktionen; Batterien und Brennstoffzellen beruhen auf elektrochemischen Redoxreaktionen; in der Zellatmung und der Photosynthese werden Elektronen auf organismische Weise übertragen, um Energie zu gewinnen oder zu speichern. In der Umwelt spielen Redoxprozesse eine zentrale Rolle bei der Umwandlung von Schadstoffen, der Verfügbarkeit von Metallen und der Bestimmung von Boden- und Grundwasserzyklen.

Methoden zur Untersuchung umfassen redox-titrationen, Potentiometrie und Voltammetrie, sowie spektroskopische Techniken, um Redoxzustände und -dynamik zu erfassen.