Redoks reakcije su vrsta kemijskih reakcija koje uključuju prenos elektrona između supstanci. Naziv “redoks” dolazi od engleskih riječi reduction (smanjenje) i oxidation (oksidacija). U redoks reakcijama dolazi do promjene oksidacijskih brojeva elemenata u spojevima.
Zašto su redoks reakcije važne? One su ključne za održavanje života jer se u stanicama organizama redoks reakcije koriste za proizvodnju energije putem staničnog disanja. Također, redoks reakcije su važne u različitim industrijskim procesima, kao i u prirodnim kemijskim procesima poput korozije metala.
Ključna pravila u redoks reakcijama uključuju oksidacijske brojeve elemenata, bilance elektrona te elektronske polureakcije. Oksidacijski broj je formalna oznaka koja označava broj elektrona koje atom dobiva, gubi ili zadržava. Uvijek se mora voditi računa o bilanci elektrona u reakciji, tj. broju elektrona koji se gube i dobivaju.
Primjer 1: Reakcija između bakarovog oksida i ugljika
CuO + C -> Cu + CO
U ovom primjeru bakrov(II) oksid gubi kisik i smanjuje se u bakar, dok se ugljik oksidira u ugljikov(IV) oksid.
Primjer 2: Hidroliza kalij-permanganata
KMnO4 + H2O -> KOH + MnO2 + O2
U ovoj reakciji kalijev permanganat oksidira vodu, dok se sam reducira u vanadij.
Primjer 3: Reakcija između kalijeva permanganata i sumpora
2KMnO4 + 3S -> 2MnO2 + K2SO4
U ovoj reakciji kalij-permanganat oksidira sumpor u sumpornu kiselinu, dok se sam reducira u manganov(IV) oksid.
Tipične pogreške prilikom rješavanja redoks reakcija ukljujsonedovoljno poznavanje oksidacijskih brojeva, pogrešna bilanca elektrona te zanemarivanje elektronske polureakcije. Savjet je pažljivo proučiti svaki element reakcije i pratiti promjene oksidacijskih brojeva.
Pitanja za samoprovjeru:
1. Koja je glavna svrha redoks reakcija?
2. Definiraj oksidacijski broj. Za što je on važan?
3. Koja je uloga elektrona u redoks reakcijama?
4. Kako prepoznati redukciju u redoks reakciji?
5. Kako balansirati redoks reakciju?
Rješenja:
1. Glavna svrha redoks reakcija je prenos elektrona između supstanci radi proizvodnje energije ili stvaranja novih spojeva.
2. Oksidacijski broj je formalna oznaka koja označava broj elektrona koje atom dobiva, gubi ili zadržava. On je važan za određivanje koji atom u reakciji gubi ili dobiva elektrone.
3. Elektroni igraju ključnu ulogu u redoks reakcijama jer se prenose između supstanci.
4. Redukciju prepoznajemo kada atom prima elektrone ili gubi kisik.
5. Redoks reakciju balansiramo prilagodbom koeficijenata ispred reaktanata i produkata tako da se broj elektrona izjednači.