Редокс реакции, кратенки за реакции на редукција-оксидација, се хемиски процеси во кои електроните се пренесуваат помеѓу две супстанции. Овие реакции се основни за разбирање на различни хемиски и физички феномени, особено во областа на електрохемијата.
При редокс реакции, оксидацијата и редукцијата се случуваат истовремено. Оксидацијата вклучува губење на електрони од атом или молекула, додека редукцијата вклучува засилување на електрони. Супстанцијата која губи електрони се нарекува редукционо средство, а супстанцијата која добива електрони се нарекува оксидирачки агенс.
За да ги претставиме овие процеси, ние користиме оксидациски броеви за да го означиме полнењето на атомот врз основа на претпоставената дистрибуција на електрони меѓу атомите во молекулата. Промената на бројот на оксидација на атомите во реакцијата на редокс може да помогне да се одреди кои супстанции се оксидираат, а кои се редуцираат.
Електрохемијата се фокусира на проучување на хемиски процеси кои предизвикуваат движење на електроните. Ова движење на електроните генерира електрична струја што може да се искористи за различни апликации. Во основата на електрохемијата се електрохемиските ќелии, кои можат да се поделат на два главни типа:
Размислете за цинк-бакарна напонска ќелија како пример. Во оваа ќелија, цинк металот делува како анода, а бакарниот метал како катода. Редокс реакцијата може да се опише со следните полуреакции:
Целокупната клеточна реакција може да се претстави како:
\( Zn(s) + Cu^{2+}(aq) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + Cu(s) \)Оваа реакција го демонстрира преносот на електрони од цинк на бакарни јони, придвижувајќи го протокот на електрична енергија низ надворешно коло што ги поврзува двете електроди.
За да се случи реакција на редокс, и процесите на редукција и оксидација мора да бидат избалансирани. Ова значи дека бројот на електрони изгубени во полу-реакцијата на оксидација мора да биде еднаков на бројот на електрони добиени во редуцирачката полуреакција. Балансирањето на редокс реакциите често вклучува прилагодување на коефициентите во равенката на реакцијата за да се осигура дека се одржува зачувувањето на масата и полнежот.
Редокс реакциите имаат бројни примени во електрохемијата, од генерирање електрична енергија до галванизација на метали. Некои значајни апликации вклучуваат:
Пристапен експеримент за истражување на редокс реакции вклучува набљудување на реакцијата помеѓу водород пероксид и калиум јодид. Во оваа реакција, водород пероксид се намалува, а јодидните јони се оксидираат. Кога се додава мала количина сапун за садови, реакцијата произведува голем волумен на меурчиња на кислород, што покажува живописна реакција на редокс.
За да го извршите овој експеримент, измешајте водороден пероксид со малку сапун за садови во контејнер. Додадете калиум јодид како катализатор и набљудувајте го брзото производство на пена. Оваа реакција на „паста за заби од слон“ не само што го илустрира концептот на редокс реакции, туку ги прикажува и нивните драматични ефекти.
Редокс реакциите се основен аспект на хемијата, особено во проучувањето на електрохемијата. Овие реакции, кои се карактеризираат со пренос на електрони помеѓу супстанции, се составен дел од нашето разбирање за тоа како хемиската енергија се претвора во електрична енергија и обратно. Преку внимателно проучување и примена на редокс реакциите, можеме да го искористиме нивниот потенцијал во технологијата, складирањето енергија, па дури и биолошките системи.
