Redoxireaktioiden

Redoxireaktiot ovat kemiallisia reaktioita, joissa elektronien siirto tapahtuu kahden tai useamman aineen välillä. Hapetusluku muuttuu: aine, joka luovuttaa elektroneja, hapetuu, ja aine, joka ottaa vastaan elektroneja, pelkistyy. Oksidantti on aine, joka ottaa vastaan elektroneja; pelkistäjä (reducing agent) luovuttaa elektroneja.

Redoxireaktiot voidaan kuvata puoli-reaktioina: oksidatiivinen puolireaktio (hapetus) ja pelkistävä puolireaktio (pelkistäminen). Näiden tasapainottaminen toteutetaan usein hapetusluku- tai puolireaktioiden menetelmin, ja ratkaisuissa otetaan huomioon liuoksen pH sekä osallistuvat aineet.

Esimerkkejä ovat raudan ruostuminen, palaminen, soluhengitys ja fotosynteesi. Sähkökemialliset laitteet, kuten akut ja paristot sekä elektrolyysi, perustuvat redoxireaktioihin.

Sovellukset kattavat korroosion ehkäisyn, energian talteenoton, ympäristön redox-olosuhteiden ymmärtämisen sekä kemiallisen analytiikan ja biokemialliset reitit. Redoxireaktioiden ymmärtäminen on olennaista sekä teoreettisessa kemiassa että käytännön sovelluksissa, kuten materiaalien kestävyyden parantamisessa ja energiatehokkaiden järjestelmien suunnittelussa.

Redoxireaktioiden ennustaminen perustuu standardipotentiaaleihin (E°). Kun yhdistetään kaksi puolireaktiota, muodostuu E°-kennopotentiaali; reaktio on spontaani, jos E°-arvo on positiivinen. Hapetuslukuja seurataan ja muutokset kuvaavat elektronien siirron kulkua.