Редукс исэлдэлтийн урвал гэж товчилсон редокс урвал нь хоёр бодисын хооронд электронууд дамждаг химийн процессууд юм. Эдгээр урвалууд нь янз бүрийн химийн болон физик үзэгдлүүдийг, ялангуяа цахилгаан химийн салбарт ойлгоход үндэс суурь болдог.
Редокс урвалд исэлдэлт ба бууралт нэгэн зэрэг явагддаг. Исэлдэлт нь атом эсвэл молекулын нөлөөгөөр электрон алдагдах, харин бууралтад электрон олз орно. Электроноо алдаж буй бодисыг ангижруулагч, электрон олж авсан бодисыг исэлдүүлэгч бодис гэнэ.
Эдгээр процессыг илэрхийлэхийн тулд бид молекул дахь атомуудын электронуудын тархалтад үндэслэн атомын цэнэгийг тодорхойлохын тулд исэлдэлтийн тоог ашигладаг. Редокс урвал дахь атомуудын исэлдэлтийн тоо өөрчлөгдөх нь аль бодис исэлдэж, аль нь буурч байгааг тодорхойлоход тусална.
Электрохими нь электронуудыг хөдөлгөдөг химийн процессуудыг судлахад чиглэдэг. Электронуудын энэхүү хөдөлгөөн нь янз бүрийн хэрэглээнд ашиглах боломжтой цахилгаан гүйдлийг үүсгэдэг. Электрохимийн цөм нь цахилгаан химийн эсүүд бөгөөд тэдгээрийг хоёр үндсэн төрөлд хувааж болно.
Жишээ болгон цайр-зэсийн вольт эсийг авч үзье. Энэ үүрэнд цайрын металл нь анод, зэс нь катодын үүрэг гүйцэтгэдэг. Редокс урвалыг дараах хагас урвалаар тодорхойлж болно.
Эсийн ерөнхий урвалыг дараах байдлаар илэрхийлж болно.
\( Zn(s) + Cu^{2+}(aq) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + Cu(s) \)Энэхүү урвал нь электроныг цайраас зэсийн ион руу шилжүүлж, хоёр электродыг холбосон гадаад хэлхээгээр дамжуулан цахилгаан гүйдлийг хөдөлгөж байгааг харуулж байна.
Редокс урвал явагдахын тулд бууралт ба исэлдэлтийн процесс хоёулаа тэнцвэртэй байх ёстой. Энэ нь исэлдэлтийн хагас урвалд алдсан электронуудын тоо нь бууралтын хагас урвалд авсан электронуудын тоотой тэнцүү байх ёстой гэсэн үг юм. Редокс урвалыг тэнцвэржүүлэх нь ихэвчлэн масс ба цэнэгийн хадгалалтыг хангахын тулд урвалын тэгшитгэл дэх коэффициентүүдийг тохируулах явдал юм.
Редокс урвалууд нь цахилгаан эрчим хүч үүсгэхээс эхлээд металлыг бүрэх хүртэл цахилгаан химийн салбарт олон төрлийн хэрэглээтэй байдаг. Зарим алдартай програмууд нь:
Редокс урвалыг судлах боломжтой туршилт нь устөрөгчийн хэт исэл ба калийн иодид хоорондын урвалыг ажиглах явдал юм. Энэ урвалын үед устөрөгчийн хэт исэл буурч, иодид ионууд исэлддэг. Бага хэмжээний аяга тавагны саван нэмэхэд урвал нь хүчилтөрөгчийн их хэмжээний бөмбөлөг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь тод исэлдэлтийн урвалыг харуулж байна.
Энэ туршилтыг хийхийн тулд саванд устөрөгчийн хэт ислийг бага зэрэг аяга тавагны савантай холино. Катализатор болгон калийн иодид нэмж, хөөс хурдан гарч байгааг ажигла. Энэхүү "зааны шүдний оо" урвал нь исэлдэлтийн урвалын тухай ойлголтыг харуулахаас гадна тэдний гайхалтай үр нөлөөг харуулдаг.
Редокс урвалууд нь химийн шинжлэх ухааны үндсэн хэсэг, ялангуяа цахилгаан химийн судалгаанд ордог. Бодисын хооронд электрон шилжих замаар тодорхойлогддог эдгээр урвалууд нь химийн энерги хэрхэн цахилгаан энерги болон эсрэгээр хувирдаг тухай бидний ойлголтын салшгүй хэсэг юм. Редокс урвалыг сайтар судалж, хэрэглэснээр бид технологи, эрчим хүчний хуримтлал, тэр ч байтугай биологийн системд тэдгээрийн чадавхийг ашиглаж чадна.
