hapetusreaktioissa

Hapetusreaktioissa tapahtuu elektronien siirtymää aineelta toiselle. Hapettuminen tarkoittaa oksidiasteen nousua, pelkistäminen oksidiasteen laskua. Näin hapetus- ja pelkistysreaktiot esiintyvät aina redoxreaktioina, joissa toinen aine luovuttaa elektroneja ja toinen ottaa niitä vastaan. Oksidantti on aine, joka vastaanottaa elektroneja, pelkistäjä eli reduktioagentti taas luovuttaa elektroneja.

Hapetukset voidaan tarkastella usealla tasolla: hapetusnumeroiden muutoksena, energiasisällön muutoksena sekä reaktion ehdoissa. Oksidointia voi olla täydellinen tai osittainen. Esimerkiksi alkoholin hapetuksessa alkoholi voi muuttua ensin asetaldehydiksi ja edelleen etikkahdpoksi eli etikkahapoksi. Teollisesti tärkeä esimerkki on palaminen: polttoaine reagoi hapen kanssa muodostaen hiilidioksidia ja vettä, jolloin energia vapautuu.

Biologisessa kontekstissa hapetusreaktiot ovat keskeisiä. Soluissa elektronit siirtyvät kuljetusproteiineissa, kuten NAD+ ja FAD, ja lopputuotteina syntyvät usein hiilidioksidia ja vettä. Tämä elektronien siirto pystyy tiivistämään kemiallisen energian solu ATP-muotoon.

Oksidointia voidaan mitata redox-potentiaalien avulla (E°). Ympäristössä hapetusreaktiot liittyvät esimerkiksi korroosioon, fotosynteesiin, puhdistukseen ja moniin aineenvaihdunnan sekä ympäristöprosesseihin. Hallitut hapetusreaktiot ovat tärkeitä sekä kemian että biokemian ja ympäristötekniikan sovelluksissa.