रेडॉक्स अभिक्रियाएँ, जिन्हें रिडक्शन-ऑक्सीकरण अभिक्रियाएँ कहा जाता है, वे रासायनिक प्रक्रियाएँ हैं जिनमें दो पदार्थों के बीच इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण होता है। ये अभिक्रियाएँ विभिन्न रासायनिक और भौतिक घटनाओं को समझने के लिए आधारभूत हैं, विशेष रूप से इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री के क्षेत्र में।
रेडॉक्स अभिक्रियाओं में ऑक्सीकरण और अपचयन एक साथ होते हैं। ऑक्सीकरण में परमाणु या अणु द्वारा इलेक्ट्रॉनों की हानि शामिल होती है, जबकि अपचयन में इलेक्ट्रॉनों का लाभ शामिल होता है। जो पदार्थ इलेक्ट्रॉन खोता है उसे अपचायक एजेंट कहते हैं, और जो पदार्थ इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है उसे ऑक्सीकरण एजेंट कहते हैं।
इन प्रक्रियाओं को दर्शाने के लिए, हम अणु में परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों के अनुमानित वितरण के आधार पर परमाणु के आवेश को इंगित करने के लिए ऑक्सीकरण संख्याओं का उपयोग करते हैं। रेडॉक्स प्रतिक्रिया में परमाणुओं की ऑक्सीकरण संख्याओं में परिवर्तन यह निर्धारित करने में मदद कर सकता है कि कौन से पदार्थ ऑक्सीकृत होते हैं और कौन से कम होते हैं।
इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री उन रासायनिक प्रक्रियाओं के अध्ययन पर केंद्रित है जो इलेक्ट्रॉनों को गति करने का कारण बनती हैं। इलेक्ट्रॉनों की यह गति एक विद्युत धारा उत्पन्न करती है जिसका उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है। इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री के मूल में इलेक्ट्रोकेमिकल सेल हैं, जिन्हें दो मुख्य प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:
उदाहरण के लिए जिंक-कॉपर वोल्टेइक सेल पर विचार करें। इस सेल में जिंक धातु एनोड और कॉपर धातु कैथोड के रूप में कार्य करता है। रेडॉक्स प्रतिक्रिया को निम्नलिखित अर्ध-प्रतिक्रियाओं द्वारा वर्णित किया जा सकता है:
समग्र कोशिका प्रतिक्रिया को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:
\( Zn(s) + Cu^{2+}(aq) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + Cu(s) \)यह अभिक्रिया जिंक से कॉपर आयनों में इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण को प्रदर्शित करती है, जिससे दो इलेक्ट्रोडों को जोड़ने वाले बाह्य परिपथ के माध्यम से विद्युत का प्रवाह संचालित होता है।
रेडॉक्स अभिक्रिया होने के लिए, अपचयन और ऑक्सीकरण दोनों प्रक्रियाओं को संतुलित होना चाहिए। इसका मतलब है कि ऑक्सीकरण अर्ध-अभिक्रिया में खोए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या अपचयन अर्ध-अभिक्रिया में प्राप्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होनी चाहिए। रेडॉक्स अभिक्रियाओं को संतुलित करने में अक्सर अभिक्रिया समीकरण में गुणांकों को समायोजित करना शामिल होता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि द्रव्यमान और आवेश का संरक्षण बनाए रखा जाए।
रेडॉक्स अभिक्रियाओं के इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री में कई अनुप्रयोग हैं, विद्युत ऊर्जा के उत्पादन से लेकर धातुओं की इलेक्ट्रोप्लेटिंग तक। कुछ उल्लेखनीय अनुप्रयोगों में शामिल हैं:
रेडॉक्स अभिक्रियाओं का पता लगाने के लिए एक सुलभ प्रयोग में हाइड्रोजन पेरोक्साइड और पोटेशियम आयोडाइड के बीच अभिक्रिया का अवलोकन करना शामिल है। इस अभिक्रिया में, हाइड्रोजन पेरोक्साइड कम हो जाता है, और आयोडाइड आयन ऑक्सीकृत हो जाते हैं। जब डिश सोप की थोड़ी मात्रा डाली जाती है, तो अभिक्रिया में ऑक्सीजन के बुलबुले की एक बड़ी मात्रा उत्पन्न होती है, जो एक ज्वलंत रेडॉक्स अभिक्रिया को प्रदर्शित करती है।
इस प्रयोग को करने के लिए, एक कंटेनर में हाइड्रोजन पेरोक्साइड को थोड़े से डिश सोप के साथ मिलाएँ। उत्प्रेरक के रूप में पोटेशियम आयोडाइड मिलाएँ, और झाग के तेज़ उत्पादन का निरीक्षण करें। यह "हाथी टूथपेस्ट" प्रतिक्रिया न केवल रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की अवधारणा को दर्शाती है, बल्कि उनके नाटकीय प्रभावों को भी प्रदर्शित करती है।
रेडॉक्स अभिक्रियाएँ रसायन विज्ञान का एक मूलभूत पहलू हैं, विशेष रूप से इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री के अध्ययन में। पदार्थों के बीच इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण की विशेषता वाली ये अभिक्रियाएँ, रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में कैसे परिवर्तित किया जाता है और इसके विपरीत, इस बारे में हमारी समझ के लिए अभिन्न अंग हैं। रेडॉक्स अभिक्रियाओं के सावधानीपूर्वक अध्ययन और अनुप्रयोग के माध्यम से, हम प्रौद्योगिकी, ऊर्जा भंडारण और यहाँ तक कि जैविक प्रणालियों में उनकी क्षमता का दोहन कर सकते हैं।
