hapetusvaatimukset

Hapetusvaatimukset ovat ne olosuhteet, joiden tulee täyttyä, jotta hapetus tapahtuu kemiallisessa järjestelmässä. Ne kuvaavat yleensä, millainen oksidanttien saatavuus, redox-potentiaali, lämpötila, pH-arvo sekä muut ympäristötekijät ovat välttämättömiä reaktion toteutumiselle. Hapetusvaatimukset voivat koskea sekä yksittäisiä reaktioita että kokonaisia prosesseja, kuten korroosiota, biokemiallisia hapetuksia ja palamisprosesseja.

Chemisessa hapetus edellyttää elektroneja vastaanottavaa oksidanttia sekä sopivia termodynaamisia ja kineettisiä ehtoja. Redox-potentiaali (Eh) ja standardipotensiaalit (E°) auttavat arvioimaan, syntyykö hapetus spontaanisti. Myös pH, lämpötila ja katalyyttiset tekijät vaikuttavat hapetuksen voimakkuuteen ja nopeuteen. Joissakin tapauksissa aktivoitumisenergiaa on ylitettävä ennen kuin hapetus alkaa, jolloin lämmityksellä tai muilla prosesseilla voidaan vaikuttaa hapetusvaatimuksiin.

Sovelluksia on useita. Korroosiossa hapetusvaatimukset liittyvät veden ja hapen läsnäoloon sekä materiaalin suojaus- ja epäpuhtausolosuhteisiin. Bioteknisissä ja ympäristöprosesseissa hapetusta ohjataan usein käyttämällä happea tai muita oksidantteja typen, kloorin tai ozonyn muodossa. Poltto- ja polykemiallisissa prosesseissa hapetus vaatii sekä lämpöä että riittävän määrän happea tai muuta oksidanttia.

Hapetusvaatimusten arviointi ja hallinta on keskeistä sekä reaktioiden tehostamisessa että ei-toivottujen hapettumien, kuten korroosion, ehkäisyssä. Mitattuja arvoja kuten Eh ja E° käytetään ennusteissa ja prosessien säätöissä.