Redoxreactie

Een redoxreactie is een reactie tussen moleculen en/of ionen waarbij elektronen worden uitgewisseld. De term redox is een samentrekking van de begrippen reductie en oxidatie. Dit soort reacties wordt veel toegepast in batterijen en accu's. Ook roesten is een redoxreactie, namelijk oxidatie.

[bewerk] Reactiemechanisme

Bij een redoxreactie zijn een reductor (elektrondonor) en een oxidator (elektronacceptor) betrokken. Dit kunnen allerlei soorten deeltjes zijn, zowel ionen als moleculen. Er kunnen twee halfreacties opgesteld worden, namelijk het afstaan van elektronen door de reductor en het opnemen van elektronen door de oxidator. Zolang de reductor en oxidator geleidend verbonden zijn, en er een elektrolyt beschikbaar is voor het ionentransport, kan de reactie plaatsvinden. De oxidator en reductor hoeven dus niet in direct contact met elkaar te staan!

[bewerk] Rekenvoorbeeld

Bijvoorbeeld de redoxreactie tussen Fe_(s) en Cu²⁺:

$Fe_{(s)} + Cu^{2+} \longrightarrow Fe^{2+} + Cu_{(s)}$

Waarbij het ijzer, de reductor, geoxideerd wordt en het koper, de oxidator, wordt gereduceerd.

$Cu^{2+} + 2e^-\longrightarrow Cu_{(s)} \qquad (reductie)$

$Fe_{(s)} \longrightarrow Fe^{2+} + 2e^- \qquad (oxidatie)$

Een reductor kan reageren met alle oxidatoren die sterker zijn dan zijn geconjugeerde oxidator is. Zo kan een oxidator reageren met alle reductoren die sterker zijn dan zijn geconjugeerde reductor is.
Handig om te leren: Oxidator neemt elektronen Op, en van een reductor wordt red een afkorting voor 'reductor elektronen donor'.

[bewerk] Biologische redoxreacties

Vaak wordt ook in levensprocessen energie onder de vorm van redoxreacties opgeslagen en omgezet. De energiegeneratie (het catabolisme) is meestal een redoxreactie. De energie wordt gebruikt voor groei. Indien dezelfde stof gedeeltelijk wordt geoxideerd en gedeeltelijk gereduceerd spreekt men van fermentatie. Een voorbeeld hiervan is de productie van ethanol (redcutieproduct) en kooldioxide (oxidatieproduct uit glucose.

Bij de fotosynthese wordt CO₂ gereduceerd tot suiker en wordt water geoxideerd tot O₂. In de tussenstappen wordt nicotinamide-adenine-dinucleotidefosfaat (NADP⁺) gereduceerd, waardoor een proton-gradiënt ontstaat dat de ATP-synthese bekrachtigt. De energie voor deze reactie komt van het invallende zonlicht.

[bewerk] Redoxreactie-vergelijking opschrijven

Het schrijven van de vergelijking van redoxreactie wordt als volgt gedaan (methode van de halfreacties):

de vergelijking neerschrijven voor het afstaan van elektronen door de reductor, en ervoor zorgen dat deze in evenwicht is;
hetzelfde doen met het opnemen van de elektronen door de oxidator, deze twee reacties zijn de halfreacties;
Het opstellen van de twee halfreacties, waarbij ervoor gezorgd moet worden dat er evenveel elektronen worden opgenomen als afgestaan. De elektronen kunnen bij het optellen dan tegen elkaar weggestreept.