Ang mga reaksyon ng redox, na maikli para sa mga reaksyon ng reduction-oxidation, ay mga prosesong kemikal kung saan ang mga electron ay inililipat sa pagitan ng dalawang sangkap. Ang mga reaksyong ito ay pundasyon sa pag-unawa sa iba't ibang kemikal at pisikal na phenomena, partikular sa larangan ng electrochemistry.
Sa mga reaksiyong redox, ang oksihenasyon at pagbabawas ay nangyayari nang sabay-sabay. Ang oksihenasyon ay nagsasangkot ng pagkawala ng mga electron ng isang atom o molekula, habang ang pagbabawas ay nagsasangkot ng pagkuha ng mga electron. Ang sangkap na nawawalan ng mga electron ay tinatawag na reducing agent, at ang substance na nakakakuha ng mga electron ay tinatawag na oxidizing agent.
Upang kumatawan sa mga prosesong ito, ginagamit namin ang mga numero ng oksihenasyon upang ipahiwatig ang singil ng isang atom batay sa ipinapalagay na pamamahagi ng mga electron sa mga atomo sa isang molekula. Ang pagbabago sa mga bilang ng oksihenasyon ng mga atomo sa isang redox na reaksyon ay maaaring makatulong na matukoy kung aling mga sangkap ang na-oxidized at kung alin ang nababawasan.
Ang electrochemistry ay nakatuon sa pag-aaral ng mga proseso ng kemikal na nagiging sanhi ng paggalaw ng mga electron. Ang paggalaw ng mga electron na ito ay bumubuo ng isang electric current na maaaring gamitin para sa iba't ibang mga aplikasyon. Sa core ng electrochemistry ay ang mga electrochemical cell, na maaaring nahahati sa dalawang pangunahing uri:
Isaalang-alang ang isang zinc-copper voltaic cell bilang isang halimbawa. Sa cell na ito, ang zinc metal ay kumikilos bilang anode at tansong metal bilang katod. Ang reaksyon ng redox ay maaaring ilarawan ng mga sumusunod na kalahating reaksyon:
Ang pangkalahatang reaksyon ng cell ay maaaring kinakatawan bilang:
\( Zn(s) + Cu^{2+}(aq) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + Cu(s) \)Ang reaksyong ito ay nagpapakita ng paglipat ng mga electron mula sa zinc patungo sa mga copper ions, na nagtutulak sa daloy ng kuryente sa pamamagitan ng panlabas na circuit na nagkokonekta sa dalawang electrodes.
Upang magkaroon ng redox reaction, dapat na balanse ang mga proseso ng pagbabawas at oksihenasyon. Nangangahulugan ito na ang bilang ng mga electron na nawala sa kalahating reaksyon ng oksihenasyon ay dapat katumbas ng bilang ng mga electron na nakuha sa pagbawas ng kalahating reaksyon. Ang pagbabalanse ng mga reaksyon ng redox ay kadalasang nagsasangkot ng pagsasaayos ng mga koepisyent sa equation ng reaksyon upang matiyak na ang konserbasyon ng masa at singil ay napanatili.
Ang mga reaksyon ng redox ay may maraming aplikasyon sa electrochemistry, mula sa pagbuo ng elektrikal na enerhiya hanggang sa electroplating ng mga metal. Ang ilang mga kilalang application ay kinabibilangan ng:
Ang isang naa-access na eksperimento upang galugarin ang mga reaksyon ng redox ay nagsasangkot ng pagmamasid sa reaksyon sa pagitan ng hydrogen peroxide at potassium iodide. Sa reaksyong ito, ang hydrogen peroxide ay nabawasan, at ang mga iodide ions ay na-oxidized. Kapag ang isang maliit na halaga ng sabon sa pinggan ay idinagdag, ang reaksyon ay gumagawa ng isang malaking dami ng mga bula ng oxygen, na nagpapakita ng isang matingkad na redox na reaksyon.
Upang maisagawa ang eksperimentong ito, paghaluin ang hydrogen peroxide na may kaunting sabon sa pinggan sa isang lalagyan. Magdagdag ng potassium iodide bilang isang katalista, at obserbahan ang mabilis na produksyon ng foam. Ang "elephant toothpaste" na reaksyong ito ay hindi lamang naglalarawan ng konsepto ng redox reactions ngunit nagpapakita rin ng kanilang mga dramatikong epekto.
Ang mga reaksyon ng redox ay isang pangunahing aspeto ng kimika, lalo na sa pag-aaral ng electrochemistry. Ang mga reaksyong ito, na nailalarawan sa pamamagitan ng paglipat ng mga electron sa pagitan ng mga sangkap, ay mahalaga sa aming pag-unawa kung paano ang enerhiya ng kemikal ay na-convert sa elektrikal na enerhiya at vice versa. Sa pamamagitan ng maingat na pag-aaral at paggamit ng mga reaksyong redox, maaari nating gamitin ang kanilang potensyal sa teknolohiya, pag-iimbak ng enerhiya, at maging ng mga biological system.
