Redoks reaksiyaları, reduksiya-oksidləşmə reaksiyalarının qısaldılması, elektronların iki maddə arasında ötürüldüyü kimyəvi proseslərdir. Bu reaksiyalar, xüsusilə elektrokimya sahəsində müxtəlif kimyəvi və fiziki hadisələri başa düşmək üçün əsasdır.
Redoks reaksiyalarında oksidləşmə və reduksiya eyni vaxtda baş verir. Oksidləşmə bir atom və ya molekul tərəfindən elektronların itirilməsini, azalma isə elektronların qazanılmasını əhatə edir. Elektron itirən maddə reduksiyaedici, elektron alan maddə isə oksidləşdirici adlanır.
Bu prosesləri təmsil etmək üçün bir molekuldakı atomlar arasında elektronların güman edilən paylanmasına əsaslanan atomun yükünü göstərmək üçün oksidləşmə nömrələrindən istifadə edirik. Redoks reaksiyasında atomların oksidləşmə sayındakı dəyişiklik hansı maddələrin oksidləşdiyini və hansının azaldığını müəyyən etməyə kömək edə bilər.
Elektrokimya elektronların hərəkətinə səbəb olan kimyəvi proseslərin öyrənilməsinə diqqət yetirir. Elektronların bu hərəkəti müxtəlif tətbiqlər üçün istifadə oluna bilən elektrik cərəyanı yaradır. Elektrokimyanın əsasını iki əsas növə bölmək olar elektrokimyəvi hüceyrələr təşkil edir:
Nümunə olaraq sink-mis voltaik hüceyrəni nəzərdən keçirək. Bu hüceyrədə sink metal anod, mis metal isə katod kimi çıxış edir. Redoks reaksiyasını aşağıdakı yarım reaksiyalarla təsvir etmək olar:
Ümumi hüceyrə reaksiyası aşağıdakı kimi təqdim edilə bilər:
\( Zn(s) + Cu^{2+}(aq) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + Cu(s) \)Bu reaksiya elektronların sinkdən mis ionlarına ötürülməsini nümayiş etdirir, iki elektrodu birləşdirən xarici dövrə vasitəsilə elektrik axını idarə edir.
Redoks reaksiyasının baş verməsi üçün həm reduksiya, həm də oksidləşmə prosesləri tarazlaşdırılmalıdır. Bu o deməkdir ki, oksidləşmə yarım reaksiyasında itirilən elektronların sayı reduksiya yarı reaksiyasında əldə edilən elektronların sayına bərabər olmalıdır. Redoks reaksiyalarının tarazlaşdırılması çox vaxt kütlə və yükün saxlanmasını təmin etmək üçün reaksiya tənliyində əmsalların tənzimlənməsini nəzərdə tutur.
Redoks reaksiyalarının elektrokimyada elektrik enerjisinin yaranmasından metalların elektrokaplanmasına qədər çoxsaylı tətbiqləri var. Bəzi görkəmli tətbiqlərə aşağıdakılar daxildir:
Redoks reaksiyalarını araşdırmaq üçün əlçatan bir təcrübə hidrogen peroksid və kalium yodid arasındakı reaksiyanın müşahidəsini əhatə edir. Bu reaksiyada hidrogen peroksid azalır, yodid ionları isə oksidləşir. Az miqdarda qab sabunu əlavə edildikdə, reaksiya parlaq redoks reaksiyasını nümayiş etdirərək böyük həcmdə oksigen qabarcıqları əmələ gətirir.
Bu təcrübəni yerinə yetirmək üçün bir konteynerdə hidrogen peroksidi bir az qab sabunu ilə qarışdırın. Katalizator kimi kalium yodidi əlavə edin və köpükün sürətli istehsalını müşahidə edin. Bu "fil diş pastası" reaksiyası təkcə redoks reaksiyaları anlayışını təsvir etmir, həm də onların dramatik təsirlərini nümayiş etdirir.
Redoks reaksiyaları kimyanın, xüsusən də elektrokimyanın öyrənilməsində əsas aspektdir. Maddələr arasında elektronların ötürülməsi ilə xarakterizə olunan bu reaksiyalar kimyəvi enerjinin elektrik enerjisinə və əksinə necə çevrildiyini başa düşməyimizin ayrılmaz hissəsidir. Redoks reaksiyalarının diqqətlə öyrənilməsi və tətbiqi sayəsində biz onların texnologiya, enerji saxlama və hətta bioloji sistemlərdə potensialından istifadə edə bilərik.
