Redoxreaktioissa

Redoxreaktioissa tapahtuu aineiden kemiallinen muutos, jossa elektroneja siirtyy reagoivien lajien välillä. Termi tulee sanoista reduktio (elektronin vastaanotto) ja oksidaatio (elektronin luovutus). Yleisiä ominaisuuksia ovat hapettimen ja pelkistimen esiintyminen; hapetin vastaanottaa elektroneja ja pelkistin luovuttaa niitä.

Reaktion seuraaminen perustuu usein hapetuslukuihin: hapetusluvun muutos kertoo, kuinka monta elektronia siirtyy. Tasapainottamiseen käytetään puolireaktiomenetelmää (half-reaction) ja hapetuslukumenetelmää. Redoxreaktiot voivat tapahtua suoraan kemiallisesti tai elektrokemiallisissa soluissa, joissa elektronit kulkevat ulkoisen piirin kautta ja syntyy jännite, jota mitataan elektrodipotentiaalilla. Nernstin yhtälö yhdistää potentiaalin konsentraatioihin ja Gibbsin vapaan energian muutos kuvaa reaktion termodynamiikkaa.

Esimerkkejä ovat palaminen, raudan korroosio, metallurgiset pelkistykset, paristojen toiminta sekä biologiset prosessit kuten soluhengitys ja fotosynteesi. Sovelluksia ovat energiavarastot, vedenkäsittely, analytiikka (redoksititraus) ja kemiallinen synteesi. Reaktiokinetiikka riippuu olosuhteista, katalysoivista aineista ja pinta-aktiivisuudesta. Turvallisuusnäkökohdat liittyvät usein voimakkaisiin hapettimiin ja pelkistimiin, joiden kanssa tulee noudattaa asianmukaisia varotoimia.