Redoxireakció

Az égést biztosító közeg az oxidációt lehetővé tevő oxigén

Redoxifolyamatoknak vagy redoxireakcióknak nevezzük azokat a kémiai reakciókat, melyek az oxidációfok (lásd: oxidációs szám) megváltozásával járnak. Ezekben a folyamatokban az egyik reakciópartner felvesz, a másik pedig veszít, lead elektronokat. Az elektront leadó partner oxidálódik, oxidációs száma nő. Ezek a reakciópartnerek a redukálószerek. Az elektront felvevő partner redukálódik, oxidációs száma csökken. Ezek az oxidálószerek.

Az elnevezés a latin reductio (visszahozás; re + ducere = visszavezetni) szóból származik.

Példa:

2 H₂ + O₂ = 2 H₂O

A fenti folyamat leírása: a hidrogéngáz (H₂) égése oxigén (O₂) jelenlétében. A hidrogén oxidálódik, miközben az oxigén redukálódik. (Az oxigén oxidálja a hidrogént.) Az elemi oxigén illetve hidrogén gáz oxidációs száma 0 (nulla). A reakció során a hidrogén atomok oxidációs száma eggyel nőtt (+1 lett), miközben az oxigéné −2. Mivel a keletkezett vízmolekulában két hidrogén és egy oxigén alkot vegyületet, az oxidációs számok összege zérus (0).

Az oxidáció jelentősége

Az oxidációs folyamatok többnyire a kémiailag kötött energia felszabadulásával járnak, ezért energiatermelők. Oxidáció során keletkezik hőenergia például a szén, illetve egyéb energiahordozók elégetése során a hőerőművekben.

C + O₂ = CO₂ (−2818 kJ/mol)

Oxidációs (redox) folyamat a szőlőcukor átalakítása az élő szervezetekben, melynek során az élőlények az élet fenntartásához szükséges energiát nyerik.

Oxidáló- és redukálószerek

Oxidálószerek lehetnek: a nagy elektronegativitású elemek, jellemzően a VI. és VII. főcsoport elemei (pl. O₂, O₃, F₂, Cl₂, Br₂), valamint olyan vegyületek (molekulák, ionok), melyekben magas oxidációfokú elemek találhatók (pl. MnO₄^-, Cr₂O₇²⁻, H₂O₂, valamint egyéb, főleg szerves peroxidok).

Többnyire ez utóbbiak felelősek a szabad gyökök képzéséért is.

Redukálószerek: elektron leadására hajlamos elemek, különösen az első két főcsoport tagjai (alkáli- és alkáliföldfémek, valamint a hidrogén), de a legtöbb fém és néhány nemfémes elem (pl. szén, nitrogén) is képes redukáló ágensként szerepelni a redoxifolyamatokban.

Ugyancsak oxidálódhat („redukálószerek”) a szerves és nem szerves vegyületek többsége is (pl. cukrok, alkoholok, egyes vitaminok). Ez utóbbiak antioxidáns hatással bírnak.