Hapetusreaktio vs. pelkistysreaktio
Hapetus- ja pelkistysreaktiot ovat yhteydessä toisiinsa. Jos yksi aine hapetetaan, toinen aine pelkistyy. Siksi nämä reaktiot tunnetaan yhdessä nimellä redox-reaktiot.
Hapetusreaktio
Alun perin hapetusreaktiot tunnistettiin reaktioiksi, joissa happikaasu osallistuu. Tässä happi yhdistyy toisen molekyylin kanssa oksidin tuottamiseksi. Tässä reaktiossa happi pelkistyy ja toinen aine hapetetaan. Siksi periaatteessa hapetusreaktio lisää happea toiseen aineeseen. Esimerkiksi seuraavassa reaktiossa vety hapettuu ja siksi happiatomi lisätään vedyn muodostavaan veteen.
2H 2 + O 2 -> 2H 2 O
Toinen tapa kuvata hapettumista on vedyn menetys. Joissakin tilanteissa hapettumista on vaikea kuvata hapen lisäämiseksi. Esimerkiksi seuraavassa reaktiossa happi on lisännyt sekä hiiltä että vetyä, mutta vain hiili on hapettunut. Tässä tapauksessa hapettumista voidaan kuvata sanomalla, että se on vedyn menetys. Koska vetyjä on poistettu metaanista hiilidioksidia tuotettaessa, hiili on hapettunut.
CH 4 + 2O 2 -> CO 2 + 2H 2 O
Toinen vaihtoehtoinen tapa kuvata hapettumista on elektronien häviäminen. Tätä lähestymistapaa voidaan käyttää selittämään kemiallisia reaktioita, joissa emme näe oksidin muodostumista tai vedyn häviämistä. Joten, vaikka happea ei olisikaan, voimme selittää hapettumisen tällä lähestymistavalla. Esimerkiksi seuraavassa reaktiossa magnesium on muuttunut magnesiumioneiksi. Koska magnesium on menettänyt kaksi elektronia, se on käynyt läpi hapettumisen ja kloorikaasu on hapettava aine.
Mg + Cl 2 -> Mg 2+ + 2Cl -
Hapettumistila auttaa tunnistamaan hapettuneet atomit. IUPAC-määritelmän mukaan hapetustila on “aineen hapettumisasteen mitta. Se määritellään varaukseksi, jonka atomin voidaan kuvitella olevan. Hapetustila on kokonaislukuarvo, ja se voi olla joko positiivinen, negatiivinen tai nolla. Atomin hapetustila muuttuu kemiallisen reaktion yhteydessä. Jos hapetustila kasvaa, atomin sanotaan hapettuneen. Kuten edellisessä reaktiossa, magnesiumilla on nolla hapetustilaa ja magnesiumionilla on +2 hapetusaste. Koska hapetusluku on kasvanut, magnesium on hapettunut.
Pelkistysreaktio
Pelkistys on päinvastainen hapettumiselle. Hapensiirron suhteen pelkistysreaktioissa oksigeenit menetetään. Vedynsiirron suhteen pelkistysreaktiot tapahtuvat, kun vety saadaan. Esimerkiksi yllä olevassa esimerkissä metaanin ja hapen välillä happi on vähentynyt, koska se on saanut vetyä. Elektroninsiirron suhteen pelkistys on saamassa elektroneja. Joten yllä olevan esimerkin mukaan kloori pelkistyy.
Mitä eroa on hapetusreaktiolla ja pelkistysreaktiolla?
• Hapetusreaktioissa hapet syntyvät ja pelkistysreaktioissa oksigeenit menetetään.
• Hapetuksessa vety menetetään, mutta pelkistyksessä vetyä menetetään.
• Hapetusreaktioissa elektronit menetetään, mutta pelkistysreaktioissa elektronit syntyvät.
• Hapetusreaktioissa hapetustila kasvaa. Pelkistymässä olevat lajit vähentävät hapettumistilaa.
