redoxsystemen

Redoxsystemen zijn chemische en biologische systemen waarin oxidatie en reductie gelijktijdig plaatsvinden. Bij een redoxreactie verplaatst een elektron van een reductant (de stof die elektronen afstaat) naar een oxidant (de stof die elektronen opneemt). De neiging van een stof om elektronen te verliezen of op te nemen wordt uitgedrukt in een redoxpotentiaal. Onder standaardomstandigheden kan men via de standaardreduktiepotentiaal E° de richting en de energetische bijdrage van een redoxpaar inschatten.

In redoxsystemen treden koppels op: redoxparen zoals NAD+/NADH, FAD/FADH2 of Fe3+/Fe2+, en vaak transporteren elektronen tussen verschillende componenten via een elektronentransportketen. In biologische systemen levert dit transport energie om processen zoals ATP-synthese aan te drijven. In de cel fungeert zuurstof vaak als eindacceptor, terwijl ook andere acceptoren kunnen voorkomen.

In de elektrochemie vormen redoxsystemen de basis van galvanische cellen, batterijen, elektrolyse en brandstofcellen. De werking berust op een spontane koppeling van oxidatie- en reductie aan twee elektroden met een elektrolyt. Redoxreacties spelen ook een centrale rol bij corrosie en bij milieuprocesen, zoals de reductie van opgeloste metalen of de afbraak van organische verontreinigingen.

Toepassingen en analyse van redoxsystemen gebeuren met instrumenten zoals redoxtitraties, potentiometrische metingen en elektrochemische sensoren. Het begrip redoxpotentiaal geeft een maat voor de bereidheid van een systeem om elektronen te accepteren of af te staan en hangt vaak af van omgevingsfactoren zoals pH en ionsterkte via de Nernst-vergelijking.