redoksreaksjon
Mange av de kjemiske prosessene som skjer i dagliglivet er redoksreaksjoner. For eksempel bålbrenning.
Redoksreaksjon er enkjemisk reaksjon derelektroner overføres eller forflyttes mellom stoffer. Redoks er satt sammen av to prosesser som skjer samtidig – enreduksjon og enoksidasjon.
Faktaboks
- Uttale
red-åks-reaksjon
- Etymologi
sammensetning av red(uksjon) og oks(idasjon)
Redoksreaksjoner er sentrale i mange viktige prosesser. Eksempler på redoksreaksjoner er:
- jern somruster
- batteri som levererelektrisk strøm
- produksjonen avaluminium
- grønne planter som gjørfotosyntese
Redoksreaksjoner er viktige i bådeorganisk oguorganisk kjemi.
Reaksjonen
Når et stoff tar opp elektroner, blir detredusert. Når et stoff gir fra seg elektroner, blir detoksidert. De to prosessene skjer alltid samtidig. Det er derfor ikke mulig å ha en reduksjon uten en oksidasjon, og omvendt.
I en reduksjon er detopptak av elektroner. Oksidasjon er derimotavgivelse av elektroner.
I noen enkle tilfeller følger det logisk at en redoksreaksjon har skjedd, mens det andre ganger er vanskeligere å forstå.
Hvis sinkmetall (Zn) blir behandlet med enløsning med kobberioner (Cu2+), dannes det over tid kobbermetall, mens sinkmetallet blir spist opp. Det betyr at sink er omdannet til sinkioner (altså mistet to elektroner og blitt oksidert), mens kobberioner har blitt omdannet til kobber (altså tatt opp to elektroner og blitt redusert). Siden det er snakk om elektronoverføring, er dette en redoksreaksjon. Reaksjonsligningen kan skrives slik:
\[\ce{Zn(s) + Cu^{2+}(aq) -> Zn^{2+}(aq) + Cu(s)}\]
Til venstre er sink i fast form (s), mens kobberioner er løst i vann (aq). Til høyre i ligningen er sinkioner løst i vann, mens kobber er blitt fast metall.
Reduksjons- og oksidasjonsmidler
Etreduksjonsmiddel er et stoff som kan redusere et annet og derved selv bli oksidert. I eksemplet over er sink reduksjonsmiddelet som reduserer kobberioner (Cu2+) til kobber. Samtidig blir sink selv oksidert til sinkioner (Zn2+).
Tilsvarende er etoksidasjonsmiddel et stoff som kan oksidere et annet og selv bli redusert. I eksemplet ovenfor er kobberioner oksidasjonsmiddelet som oksiderer sink til sinkioner.
Oksidasjonstall
Det er ikke mulig å «se» elektronoverføringen, men medoksidasjonstall kan man finne ut hvilke stoffer som blir redusert eller oksidert i en kjemisk reaksjon. I en redoksreaksjon endrer oksidasjonstallene til atomer seg.
I en reduksjonminker oksidasjonstallet til et atom. I en oksidasjonøker oksidasjonstallet til et atom.
- Les mer omoksidasjonstall.
Eksempel
Når jern(III)oksid (\(\ce{Fe2O3}\)) behandles medkull (rent karbon, C), kan det dannes jern, som vist i denne reaksjonsligningen:
\[\ce{2Fe2O3(s) + 3C(s) -> 4Fe(s) + 3CO2(g)}\]
Jernet i \(\ce{Fe2O3}\) på venstre side av ligningen har oksidasjonstall +III. Det rene jernet (Fe) på høyre side har oksidasjonstall 0. Oksidasjonstallet blir redusert, og man sier derfor også at jernet blir redusert. Oksidasjonstallet til karbon øker fra 0 til +IV (C til CO2). Karbon blir oksidert.
Eksempel på en reaksjon som ikke er redoksreaksjon
Hvis det ikke skjer noen endring i oksidasjonstallene, er det ingen redoksreaksjon. Et eksempel er nøytralisering av en syre. Reaksjonen kan skrives slik:
\[\ce{H3O+(aq) + OH^{−}(aq) -> 2H2O(l)}\]
H har oksidasjonstall +I og O har oksidasjonstall -II i alle tre forbindelsene. Her skjer det altså ingen endring i oksidasjonstallene.
Eksempler på redoksreaksjoner
Batteri
Redoksreaksjoner er sentrale ibatterier, derkjemisk energi omsettes tilelektrisitet. Den minste enheten i et batteri er et galvanisk element. Denne kan for eksempel bestå av en sinkstav i en løsning av \(\ce{Zn^{2+}}\)-ioner og en kobberstav i en løsning av \(\ce{Cu^{2+}}\)-ioner. De to løsningene er koblet sammen med ensaltbro. Sinkstaven og kobberstaven er koblet sammen med en elektrisk ledning med enamperemeter i. Amperemeteret slår ut og viser at det går en strøm av elektroner fra sinkstaven til kobberstaven. Her brukes altså en redoksreaksjon til å lage etbatteri.
Oksidasjon: \(\ce{Zn(s) -> Zn^{2+}(aq) + 2 e^{−}}\)
Reduksjon: \(\ce{Cu^{2+}(aq) + 2 e^{−} -> Cu(s)}\)
Totalreaksjonen: \(\ce{Zn(s) + Cu^{2+}(aq) -> Zn^{2+}(aq) + Cu(s)}\)
Elektrolyse
Ielektrolyse brukes elektrisitet til å drive en redoksreaksjon som ikke skjer av seg selv. Metaller somnatrium,litium ogaluminium produseres via elektrolyse.
- Les mer omelektrolyse.
Fotosyntese
En av de viktigste redoksreaksjonene i organisk kjemi er reaksjonen ifotosyntesen.Karbondioksid ogvann omdannes tilglukose og oksygengass:
\[\ce{6CO2(g) + 6H2O(l) -> C6H12O6(aq) + 6O2(g)}\]
Karbon blir redusert fordi oksidasjonstallet minker (fra CO2 til C6H12O6). Oksygen blir oksidert fordi oksidasjonstallet øker (fra CO2 til O2).
Historie
Ijernalderen blejernmalm varmet opp med trekull, og en stor klump jernmalm ble omdannet til en mindre klump jern. Jernmalmen bleredusert til jern.
Oksidasjon ble først et begrep etter at grunnstoffetoksygen ble oppdaget i 1770-årene.
Les mer i Store norske leksikon
- Skrevet av:
- Sist oppdatert:
- ,se alle endringer
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.
