Atmosfera ziemska zawiera około 20% tlenu cząsteczkowego,_O2, chemicznie reaktywnego gazu, który odgrywa istotną rolę w metabolizmie organizmów tlenowych oraz w wielu procesach środowiskowych kształtujących świat. Termin utlenianie był pierwotnie używany do opisania reakcji chemicznych z udziałem_O2, ale jego znaczenie ewoluowało, odnosząc się do szerokiej i ważnej klasy reakcji znanej jako reakcje utleniania-redukcji (redoks).

Niektóre reakcje redoks polegają na przenoszeniu elektronów między reagentami w celu uzyskania produktów jonowych, takich jak reakcja między sodem a chlorem w celu uzyskania chlorku sodu:

Pomocne jest spojrzenie na proces w odniesieniu do każdego pojedynczego reagenta, to znaczy przedstawienie losu każdego reagenta w postaci równania zwanego półreakcją:

Równania te pokazują, że atomy Na tracą elektrony, podczas gdy atomy Cl (w cząsteczce Cl₂) zyskują elektrony, indeksy dolne “s” dla powstałych jonów oznaczają, że są one obecne w postaci stałego związku jonowego. W przypadku tego rodzaju reakcji redoks utrata i zysk elektronów definiują zachodzące procesy komplementarne:

utlenianie = utrata elektronów

reduction = przyrost elektronów

W tej reakcji sód ulega utlenieniu, a chlor ulega redukcji. Patrząc z bardziej aktywnej perspektywy, sód działa jako środek redukujący (reduktor), ponieważ dostarcza elektrony do chloru (lub redukuje). Podobnie chlor działa jako środek utleniający (utleniacz), ponieważ skutecznie usuwa elektrony z (utlenia) sodu.

czynnik redukujący = gatunek, który jest utleniony

czynnik utleniający = gatunek, który jest zredukowany

Ogólnie rzecz biorąc, środek utleniający zyskuje elektron ze środka redukującego i sam ulega redukcji. Ładunek środka utleniającego staje się bardziej ujemny. Podobnie środek redukujący traci elektron na rzecz środka utleniającego i sam ulega utlenieniu. Ładunek środka redukującego staje się bardziej pozytywny.

Niektóre procesy redoks nie wiążą się jednak z przenoszeniem elektronów. Rozważmy na przykład reakcję podobną do tej, w której powstaje NaCl:

Produktem tej reakcji jest związek kowalencyjny, więc transfer elektronów w wyraźnym sensie nie jest zaangażowany. Aby wyjaśnić podobieństwo tej reakcji do poprzedniej i umożliwić jednoznaczne zdefiniowanie reakcji redoks, zdefiniowano właściwość zwaną stopniem utlenienia.

Ten tekst jest zaadaptowany z Openstax, Chemia 2e, Sekcja 4.2: Klasyfikacja reakcji chemicznych.