hapetusprosesseissa

Hapetusprosessit ovat kemiallisia reaktioita, joissa aine menettää elektroneja tai lisää hapetusastettaan. Ne muodostavat vastakohdan pelkistysprosesseille ja kuuluvat laajasti redoksireaktioihin sekä orgaanisessa että epäorgaanisessa kemiassa sekä biokemiallisissa järjestelmissä.

Keskeisiä käsitteitä hapetusprosesseissa ovat hapetin, pelkistin ja redox-piirit; hapetusluku kertoo aineen hapetusasteen muutoksesta. Elektroninsiirto, standardipotentiaalit ja reaktioyhtälöt kuvaavat, milloin ja miten hapetus tapahtuu. Hapetusprosessit voivat tapahtua kemiallisesti, elektrochemisesti tai biologisesti.

Esimerkkejä on monta: kemiallinen palaminen, jossa polttoaine reagoi hapen kanssa; metallien korroosio, jossa metallit hapettuvat kosteassa ilmassa; biologinen hapetus soluhengityksessä; sekä teollisuudessa käytetyt katalyytit ja elektrooksidaatiot, kuten veden puhdistuksessa tai orgaanisten yhdisteiden hapettamisessa.

Teollisuudessa hapetusprosesseja hyödynnetään energian tuotannossa, materiaalien valmistuksessa ja ympäristön puhdistamisessa. Palamisreaktiot tuottavat energiaa; katalyyttiset ja elektrochemialliset hapetukset mahdollistavat monien yhdisteiden valmistuksen ja vedenkäsittelyn. Hapetukset voivat kuitenkin aiheuttaa korroosiota ja ympäristöhaittoja, jos prosesseja ei hallita oikein.

Hapetusprosessien ymmärräminen ja hallinta perustuu redox-osaamiseen, redox-potentiaaliin ja reaktioiden kinetiikkaan. Lämpötila, pH, katalyytit ja hapetin-pelkistin suhde vaikuttavat nopeuteen. Mittaaminen tapahtuu usein redox-potentiaalien tai EMF:n avulla.