Oksüdatsioonireaktsioon vs redutseerimisreaktsioon
Oksüdatsiooni- ja redutseerimisreaktsioonid on omavahel seotud. Kui üks aine oksüdeerub, redutseerub teine aine. Seetõttu nimetatakse neid reaktsioone ühiselt redoksreaktsioonideks.
Oksüdatsioonireaktsioon
Algselt määratleti oksüdatsioonireaktsioonid reaktsioonidena, milles osaleb gaas hapnik. Siin ühineb hapnik teise molekuliga oksiidi saamiseks. Selles reaktsioonis hapnik redutseerub ja teine aine oksüdeerub. Seetõttu on oksüdatsioonireaktsioon põhimõtteliselt hapniku lisamine teisele ainele. Näiteks järgmises reaktsioonis oksüdeerub vesinik ja seetõttu lisatakse vesinikku moodustavale veele hapnikuaatom.
2H2 + O2 -> 2H2O
Teine viis oksüdatsiooni kirjeldamiseks on vesiniku kadu. Mõnel juhul on raske kirjeldada oksüdatsiooni kui hapniku lisamist. Näiteks järgmises reaktsioonis on hapnikku lisatud nii süsinikule kui vesinikule, kuid ainult süsinik on läbinud oksüdatsiooni. Sel juhul saab oksüdatsiooni kirjeldada, öeldes, et see on vesiniku kadu. Kuna vesinikud on süsinikdioksiidi tootmisel metaanist eemaldatud, on seal olev süsinik oksüdeerunud.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
Teine alternatiivne lähenemisviis oksüdatsiooni kirjeldamiseks on elektronide kaotamine. Seda lähenemisviisi saab kasutada keemiliste reaktsioonide selgitamiseks, kus me ei näe oksiidi moodustumist ega vesiniku kadu. Seega, isegi kui hapnikku pole, saame selle lähenemisviisi abil oksüdatsiooni selgitada. Näiteks järgmises reaktsioonis on magneesium muutunud magneesiumioonideks. Kuna magneesium on kaotanud kaks elektroni, on see oksüdeerunud ja gaas kloor on oksüdeerija.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
Oksüdatsiooniaste aitab tuvastada oksüdatsiooni läbinud aatomeid. IUPACi definitsiooni kohaselt on oksüdatsiooniaste „aines oleva aatomi oksüdatsiooniastme mõõt. Seda defineeritakse kui laengut, mida aatomil võib ette kujutada. Oksüdatsiooniaste on täisarv ja see võib olla kas positiivne, negatiivne või null. Aatomi oksüdatsiooniaste muutub keemilise reaktsiooni käigus. Kui oksüdatsiooniaste suureneb, siis öeldakse, et aatom on oksüdeerunud. Nagu ül altoodud reaktsioonis, on magneesiumi oksüdatsiooniaste null ja magneesiumiioonil +2 oksüdatsiooniaste. Kuna oksüdatsiooniarv on suurenenud, on magneesium oksüdeerunud.
Vähendusreaktsioon
Redutseerimine on oksüdeerimise vastand. Hapniku ülekandmisel kaovad redutseerimisreaktsioonides hapnikud. Vesiniku ülekande osas toimuvad vesiniku saamisel redutseerimisreaktsioonid. Näiteks ül altoodud näites metaani ja hapniku vahel on hapnik vähenenud, kuna see on saanud vesinikku. Elektronide ülekande mõttes on redutseerimine elektronide juurdekasv. Seega vastav alt ül altoodud näitele redutseeritakse kloor.
Mis vahe on oksüdatsioonireaktsioonil ja redutseerimisreaktsioonil?
• Oksüdatsioonireaktsioonides saadakse hapnikku ja redutseerimisreaktsioonides kaob hapnik.
• Oksüdatsioonil kaob vesinik, kuid redutseerimisel saadakse vesinik.
• Oksüdatsioonireaktsioonides elektronid kaovad, kuid redutseerimisreaktsioonides elektrone juurde saadakse.
• Oksüdatsioonireaktsioonides suureneb oksüdatsiooniaste. Redutseeritavad liigid vähendavad nende oksüdatsiooniastet.
