redoxyhtälöt

Redox-yhtälöt ovat kemiallisia yhtälöitä, jotka kuvaavat hapetus- ja pelkistysreaktioita, joissa elektronit siirtyvät reagoivien aineiden välillä. Ne osoittavat sekä aineiden oksidiasteiden muutokset että kokonaisreaktion elektronisen tasapainon. Redox-yhtälöt ovat keskeisiä elektrochemian, metallurgian, korroosion ja monien biologisten prosessien tutkimuksessa.

Perusidea redoksissa on elektronien siirto: hapetuksessa aine luovuttaa elektroneja, pelkistössä vastaanottaa niitä. Hapetus ja pelkistys tapahtuvat samanaikaisesti, ja useimmiten ne esitetään kahdella erillisellä puolireaktiolla. Oksidointiasteiden muutokset kertovat, kumpi aine hapettuu ja kumpi pelkistyy.

Puolireaktiot tasataan usein käyttämällä puolireaktioiden menetelmää. Ensin kirjoitetaan erikseen hapetus- ja pelkistyspuoli. Sitten tasataan atomien määrä sekä hapen että vedyn osalta, yleensä käyttämällä vettä ja H+- tai OH--ioneja. Tämän jälkeen elektronien lukumäärä tasataan kummallakin puolireaktiolla ja lopuksi yhdistetään puolireaktiot siten, että elektronit kumoutuvat. Ratkaisu voidaan muuntaa hisselemällä ympäristön pH:n mukaan: happamassa liuoksessa käytetään H+ -ioneja ja vettä, perustaessa vastaavasti OH- ja H2O.

Esimerkkitaso: happamassa liuoksessa MnO4- pelkistyy Mn2+: MnO4- + 8 H+ + 5 e- → Mn2+ + 4 H2O. Perusissa olosuhteissa puolireaktio voi olla MnO4- + 2 H2O + 3 e- → MnO2 + 4 OH-. Redox-yhtälöt tunnetaan laajasti kemian tutkimuksessa ja opetuksessa sekä niiden sovelluksissa elektrolyysissä, korroosion hallinnassa ja biokemiallisissa prosesseissa.