Määratlus
Redoksreaktsioon (redutseerimis-oksüdatsioonireaktsioon) on keemiline reaktsioon, mille käigus elektronid kanduvad üle ja oksüdeerumisolek muutub. Näide on elementaarse magneesiumi oksüdeerimine hapnikuga:
- 2 Mg (elementaarne magneesium) + O2 (hapnik) 2 MgO (magneesiumoksiid).
Selles protsessis magneesium nimetatakse redutseerijaks. See eraldab kaks elektroni.
- Mg (magneesiumelement) Mg2+ (magneesium, katioon) + 2 e- (elektron)
Hapnik on oksüdeeriv aine, mis võtab vastu kaks elektroni.
- O (hapnik) + 2 e- (elektron) O2- (oksiid)
Magneesium, redutseerijast saab ja hapnik, oksüdeeriv aine muutub.
Mnemooniline
Inglise keeles on järgmine mnemotoonika: OIL RIG.
- ÕL: Oksüdeerumine on elektronide kadu.
- RIG: Reduktsioon on elektronide juurdekasv
Samuti võite meeles pidada, et hapnik on peamine oksüdeerija ja metallidele meeldib elektronidest loobuda. Sellest võib tuletada paljusid reaktsioone.
Muud näited
Redoksreaktsioon toimub ka siis, kui raud roostetab:
- 4 Fe (raua element) + 3 O2 (hapnik) 2 Fe2O3 (raudoksiid)
Nii et redoksreaktsioonid põhjustavad sageli soolad (ioonsed ühendid) metallidega. Põlemine on oksüdeerumine, näiteks metaani (maagaasi) põlemine:
- CH4 (metaan) + 2 O2 (hapnik) CO2 (süsinikdioksiid) + 2 H2O (vesi)
Tsinkoksiidi moodustumine:
- 2 Zn (tsink) + O2 (hapnik) 2 ZnO (tsinkoksiid)
Hapniku osalemine ei ole a seisund redoksreaktsiooni jaoks. Siin redutseeritakse vaske ja oksüdeeritakse rauda:
- CuSO4 (vasksulfaat) + Fe (elementaarraud) FeSO4 (raudsulfaat) + Cu (vaskelement)
Kaltsiumi reaktsioon gaasiga klooriga:
- Ca (element kaltsium) + Cl2 (gaasiline kloor) CaCl2 (kaltsiumkloriid)
Oksüdatsiooninumber
Igale aatomile või ioonile võib anda oksüdatsiooninumbri (= oksüdatsiooniaste). Vastav väärtus võib olla 0, negatiivne või positiivne.
- Oksüdatsiooni ajal oksüdeerumisarv suureneb.
- Redutseerimisel oksüdeerumisarv väheneb.
Kui magneesium (Mg) oksüdeeritakse magneesiumiooniks, suureneb oksüdatsiooniarv 0-lt +2-le. See vastab iooni laengule (Mg2+). Hapniku oksüdatsiooniarv väheneb selles reaktsioonis 0-lt -2-le (oksiid: O-2). Oksüdatsiooninumbri määramise üksikasjalikke reegleid leiate tehnilisest kirjandusest.
Elektrolüüs
Redoksreaktsioonid tekivad elektrolüüsil ka mõlemal elektroodil (vt seal).