Redoxtapahtumat

Redoxtapahtumat eli hapetus-pelkistysreaktiot ovat kemiallisia reaktioita, joissa elektronit siirtyvät atomien tai ionien välillä. Tällaiset reaktiot muuttavat yhdisteen hapetumis- tai pelkistysastetta ja niiden kautta siirtyy energia sekä rakennemuutoksia tapahtuu.

Peruskäsitteet: Hapettaminen tarkoittaa hapetumisasteen nousua, pelkistäminen sen laskua. Hapetin on aine, joka pelkistyy ja saa toisen aineen hapettumaan; pelkistäjä on aine, joka hapettuu ja aiheuttaa toisen pelkistymisen. Elektroninsiirto on redoks-reaktion ydin. Reaktioita kuvataan usein oksidointipareilla sekä standardipotentiaalien (E°) avulla.

Tasapainotus ja mittaus: Redoksireaktiot tasapainotetaan siten, että elektronien kokonaismäärä säilyy. Tämä voi edellyttää H+-ioneja happamassa ympäristössä tai OH--ioneja emäksisessä ympäristössä. Standardipotentiaalit kertovat, kuinka voimakkaasti hapetin pelkistyy tai pelkistäjä hapettuu tietyssä olosuhteessa.

Esimerkkejä: Raudan hapettuminen ilmassa johtaa Fe2O3:n syntyyn: Fe + O2 → Fe2O3. Zn reagoi CuSO4:n kanssa: Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu. biologisia esimerkkejä ovat NAD+/NADH- ja FAD/FADH2 -parit, jotka siirtävät elektroneja energiantuotannossa.

Merkitys: Redox-reaktiot ovat keskeisiä energiantuotannossa solussa, fotosynteesiin ja metabolisiin reitteihin liittyvissä prosesseissa, sekä teollisuudessa korroosion, elektrolyysin ja energian varastoinnin sekä akkukemioissa. Ymmärrys redoxista on perustavanlaatuista sekä kokeellisessa kemiassa että biologiassa.