redoxreaktiota

Redoxreaktio eli hapetus-pelkistysreaktio on kemiallinen reaktio, jossa elektronit siirtyvät aineesta toiseen. Aine, joka menettää elektroneja, hapettuu ja oksidointiasteensa nousee. Aine, joka vastaanottaa elektroneja, pelkistyy ja oksidointiasteensa laskee. Oksidointi ja pelkistys muodostavat parin: ne tapahtuvat aina yhdessä ja voidaan kirjoittaa redoxpareina. Reaktiossa elektronien siirto tapahtuu suoraan tai välillisesti liuosten, elektrodien tai muiden väliaineiden avulla. Redoxreaktiot ovat keskeisiä sekä biologisissa että teknisissä prosesseissa.

Redox-potentiaali (Eh) kuvaa aineen kykyä luovuttaa tai vastaanottaa elektroneja ja mitataan voltteina. Standardipotentiaalit E° määritellään standarditilanteissa suhteessa vetyioneihin. Reaktion vapaa energia ja energiantuotto voidaan arvioida kaavalla E°cell = E°cathode - E°anode; positiivinen E°cell merkitsee usein spontaania reaktiota tietyissä oloissa. Oksidointitasojen muutokset näkyvät sekä elektrokemiallisissa soluissa että ympäristön redoks-olosuhteissa.

Esimerkkejä: raudan hapettuminen ruostumaksi sekä palaminen, jossa hiili reagoi hapen kanssa ja vapauttaa energiaa. Biologisesti redoxreaktiot ovat keskeisiä: fotosynteesissä veden hapettuminen ja hiilidioksidin pelkistäminen sekä soluhengityksessä hapen pelkistäminen energian vapauttamiseksi soluille. Redox-tiloja kuvataan Eh-arvolla; ne vaikuttavat ympäristön kemiallisiin prosesseihin, kuten veden hapenkulutukseen, saasteiden pelkistymiseen sekä metallien korroosioon ja energiateollisuuteen sovellettaviin sähkö- ja elektrolyysiprosesseihin.