Redaktion og opdatering af indholdet på denstoredanske.dk er indstillet pr. 24. august 2017. Artikler og andet indhold er tilgængeligt i den form, der var gældende ved redaktionens afslutning.

  • Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

redoxproces

Oprindelige forfattere HeSø og MoMo Seneste forfatter Redaktionen

redoxproces, redoxreaktion, den store gruppe af kemiske reaktioner, hvor der sker ændringer i reaktanternes oxidationstrin. En reduktion af et stof kan kun foregå, hvis der samtidig sker en oxidation af mindst ét andet stof.

Redoxprocesser spiller en central rolle i det daglige liv. Såvel energiomsætningen i de levende organismer (se celle (cellens stofskifte)) som forbrændingen i villafyret, bilmotoren og det kulfyrede kraftværk skyldes redoxprocesser. I disse eksempler oxideres brændslet, samtidig med at luftens oxygen (ilt) reduceres. Det er dog ikke altid let at se, hvilke stoffer der reduceres, og hvilke der oxideres. Derfor er der inden for de forskellige grene af kemien opstillet yderligere regler for, hvad der kendetegner oxidations- og reduktionsprocesser. Disse ekstra regler er naturligvis alle i overensstemmelse med den grundlæggende definition: ændringer af reaktanternes oxidationstrin.

I elektrokemien er reglen enkel, idet alle bruttoprocesserne er redoxprocesser. Oxidation sker ved den elektrode, hvor der afgives elektroner (anoden), og reduktion ved den elektrode, hvor der optages elektroner (katoden). Et eksempel er elektrolyse af saltsyre, der består af hydrogenioner, H+, og kloridioner, Cl-, i vandig opløsning:

Annonce

Katoden/reduktion: 2 H+ + 2 e- → H2
Anoden/oxidation: 2 Cl- → Cl2 + 2 e-
Total: 2 H+ + 2 Cl- → H2 + Cl2.

Vha. den elektriske spænding reduceres hydrogenioner således til hydrogen, og kloridioner oxideres samtidig til klor.

I uorganisk kemi kan man anvende samme regel som i elektrokemi ved processer, der resulterer i ionforbindelser: Stoffer, der afgiver elektroner, oxideres, og stoffer, der modtager elektroner, reduceres. Men ved covalente forbindelser er man nødt til at holde sig til definitionen, at et stof bliver oxideret, når dets oxidationstrin stiger, og reduceret, når dets oxidationstrin falder. Et molekyle kan undergå en redoxproces med sig selv, fx spaltningen af hydrogenperoxid (brintoverilte) til oxygen og vand: 2 H2O2 → 2 H2O + O2, hvor oxygen går fra oxidationstrin −1 til hhv. −2 og 0. Dette kaldes disproportionering eller dismutation. Samme betegnelse anvendes, når ens molekyler eller ioner reagerer med hinanden.

I organisk kemi anses oxidationstrin-begrebet for at være mindre hensigtsmæssigt til beskrivelse af redoxprocesser, selvom den grundlæggende definition af oxidationstrin gælder generelt. De fleste organiske redoxprocesser involverer hydrogen, hvilket betyder, at stoffer, der oxideres, afgiver H (neutrale hydrogenatomer), og stoffer, som reduceres, optager H.

Ved afstemning af redoxprocessers reaktionsligninger gælder det, at den samlede stigning i oxidationstrin skal være lig med det samlede fald. Denne afstemning kan også opnås uden anvendelse af oxidationstrin, ved at man opdeler redoxprocessen i delprocesserne for oxidationen og reduktionen og sikrer, at de elektriske ladninger er afstemte i begge delprocesser.

Geokemi

En række grundstoffer findes i flere oxidationstrin i naturen. De vigtigste er jern, mangan, uran, kobber, bly, oxygen, svovl, arsen og carbon. Redoxprocesser spiller derfor en vigtig geokemisk rolle. Det vigtigste oxidationsmiddel er atmosfærens oxygen. Oxidationsprocesser er fx årsag til udfældning af okker i vandløb, jern- og manganmalme i have og søer og til forvitring af sulfidmalmforekomster af kobber under dannelse af jernhatte (gossan). Reduktion sker i miljøer, der ikke er i kontakt med atmosfæren. Fx reducerer organisk materiale i stillestående bundvand dettes indhold af sulfationer til sulfidioner, der kan udfælde jern i mineralet pyrit. Reduktion er årsag til dannelsen af kul, olie og naturgas og af sorte skifre som fx alunskifer.

Redoxprocesser spiller desuden en vigtig rolle under dannelsen af magmatiske og metamorfe bjergarter. Fx vil en del af basaltmagmaers jernindhold, der størkner under oxiderende forhold, blive oxideret og udfældet i det siliciumfrie mineral magnetit; restsmelten bliver derved rigere på silicium, hvilket kan resultere i dannelsen af rhyolitiske smelter, et eksempel på magmatisk differentiation.

Referér til denne tekst ved at skrive:
Henning Sørensen, Mogens Bjerg Mogensen: redoxproces i Den Store Danske, Gyldendal. Hentet 21. august 2019 fra http://denstoredanske.dk/index.php?sideId=149336