oxidáció-redukció
(redox, oxidációs szám, oxidációs állapot)

Eredetileg az oxidációt egyszerűen úgy tekintették, mint az oxigénnel történő kémiai reakciót.
Az ellentett folyamatot - az oxigén elvesztését - redukciónak nevezték.
A hidrogénnel történő reakciót szintén redukciónak tekintették.

Később, egy általánosabb elvet dolgoztak ki az oxidációra-redukcióra, amelyben az oxidáció elektronleadással, a redukció elektronfelvétellel járó reakció.
Ez a szélesebb definíció magába foglalta az eredetit. Pl. a következő reakcióban

4 Na (s) + O₂ (g) -> 2 Na₂O (s)

a nátriumatom elektront ad le és Na+ ionná válik, oxidálódik. Ezzel egyidejűleg az oxigénatomok elektront vesznek fel és redukálódnak.

Az oxidáció-redukció e definíciója olyan reakciókra is alkalmazható, ahol oxigén nem vesz részt a reakcióban, például:

2 Na (s) + Cl₂ (g) -> 2 NaCl (s)

a nátrium oxidálódik és a klór redukálódik.

Oxidáció és redukció történik a galvánelemekben az elektródoknál is.

Az oxidációnak-redukciónak ez a definíciója csak olyan reakciókra érvényes, amelyekben elektronátadás történik, azaz ionos reakciókban. Kiterjeszthető azonban a kovalens vegyületek közötti reakciókra is, az oxidációs szám (állapot) alkalmazásával. Ez annak a kifejezésére szolgál, hogy milyen mértékben kontrollálja egy atom az elektront/ elektronokat a vegyületben, az elemi állapotához képest.
Az oxidációs szám két részből áll:

(1) előjelből, amely jelzi, hogy az elektron-kontroll nő (negatív) vagy csökken (pozitív);

(2) és az értékéből, amely számszerűen fejezi ki az elektronokat, amelyek fölötti rendelkezése megváltozott.

Az elektronok kontrollja lehet teljes (ionos vegyületeknél), vagy részleges elektronátadás (kovalens vegyületeknél). Pl.: SO₂-ben a kén oxidációs száma +4, mivel a kén 4 plusz elektron felett rendelkezik az elemi kénhez képest. Az oxigén oxidációs száma -2, mivel minden oxigén részlegesen elveszítette a kontrollt két elektron fölött a gázhalmazállapotú oxigénben lévő oxigénatomokhoz képest. Az oxidáció az oxidációs szám növekedésével, a redukció a csökkenésével jár. Így

2 H₂ + O₂ -> 2 H₂O

reakcióban a hidrogén (a vízben) +1 és az oxigén -2 oxidációs állapotú. A hidrogén oxidálódott, az oxigén redukálódott.

Az oxidációs számot használják a szervetlen vegyületek elnevezésében is. A kén(VI)sav (H₂SO₄), amelyben a kén oxidációs száma +6.
Azok a vegyületek, amelyek könnyen redukálhatók oxidálószerek, azok amelyek könnyen oxidálódnak redukálószerek. (Lásd még az oxidációs foknál.)

Az ábra a réz-oxid keletkezésekor mutatja be a redoxireakciók elvét.
A végbemenő reakcióban a réz elektronokat ad le, vagyis oxidálódik.
Ugyanakkor az oxigén elektronokat vesz fel, vagyis redukálódik.

Vagyis a redoxireakciók elektronátmenettel járó folyamatok.

Felhasznált irodalom