2.17: Redoks Reaksiyonları

Oksidasyon—indirgeme veya redoks reaksiyonları, bir atomdan elektronların, oksitleyici ajan olan elektronu alan başka bir atoma aktarılması yoluyla atomların oksidasyon durumlarını değiştirir. Burada elektron veren atom oksitlenir —elektron kaybeder— ve elektronları kabul eden atom indirgenir —elektron kazandığı için daha az pozitif yüke sahiptir. Redoks reaksiyonlarında enerjinin hareketi, atomların bağ elektronlarını — elektronegatifliklerini — çekme potansiyeline bağlıdır. Oksitleyici ajan, indirgeyici ajandan daha elektronegatif ise, enerji açığa çıkar. Bununla birlikte, oksitleyici madde, indirgeyici maddeden daha az elektronegatif ise, enerji girişi gereklidir.

Azaltıcı Ajanlar Oksitlenir

Oksidasyon bir elektron kaybı mıdır yoksa kazancı mıdır? Terminoloji kafa karıştırıcı olabilir. OIL (İngilizce olarak kısaltma; Oxidation Is Lost, Reduction Is Gain) kısaltması genellikle hatırlamak için kullanılır. Oksidasyon kaybı anlamına gelir; azalma kazançtır. Yani bir atom oksitlenirse elektron kaybeder. İndirgeyici bir ajan olarak, oksitlenmiş atom elektronları başka bir atoma aktararak indirgenmesine neden olur. OIL RIG akılda tutularak, redoks reaksiyonunun üyeleri hakkındaki çoğu soru yanıtlanabilir.

Elektronegatiflik ve Enerji

Redoks reaksiyonları enerji üretir veya gerektirir. Bir atom daha elektronegatif bir atoma karşı bir elektron kaybederse, o zaman enerjik olarak uygun bir reaksiyondur ve enerji açığa çıkar. Bu aslında çok mantıklıdır — daha zayıf bir adamla bir çekişme kazanan güçlü bir adamınkine benzer — çünkü daha elektronegatif bir atomun elektronları kendine çekme kapasitesi daha fazladır. Bu tür reaksiyonun biyolojik bir örneği, enerjinin salındığı ve hücrelerin kolayca kullanabileceği bir enerji formu olan ATP’yi oluşturmak için kullanıldığı hücresel solunumdur.

Diğer redoks reaksiyonları, salınım yerine enerji gerektirir. Bir elektron daha elektronegatif bir atomdan daha az elektronegatif bir atoma geçerse, enerji kullanılmalıdır. Bu, halat çekme oyununu daha güçlü bir adamla kazanan daha zayıf bir adam gibidir — bu, dış kaynaktan enerji gerektirir. Biyolojik bir örnek olan, elektronların sudan karbondioksite ışık şeklinde enerji yardımı ile aktarıldığı fotosentezdir.

Elektronların Eksik Transferi

Bir redoks reaksiyonu yalnızca bir elektron transfer edildiğinde değil, aynı zamanda bir elektronun kovalent bir bağdaki paylaşımında bir değişiklik olduğunda da meydana gelebilir! Örneğin, metan ve oksijen reaksiyona girdiğinde karbondioksit ve su verirler. Bu durumda metandaki karbon oksitlenir. Bunun nedeni, metan içindeki elektronların karbon ve hidrojen arasında eşit olarak paylaşılmasıdır, oysa karbondioksitteki karbon kısmen pozitiftir çünkü oksijen, elektronları karbondan daha fazla çeker.

- [Anlatıcı] Oksidasyon indirgemesi ya da redoks tepkimeleri esnasında elektronlar atomlar arasında aktarılır. Elektron veren molekül oksitlenir, elektron alan molekül de indirgenir. Daha az pozitif bir yüke sahip olur.

Örneğin, nötr sodyum ve klor atomları iyonlara dönüştüğünde sodyum bir elektron kaybeder, oksitlenir ve klor da elektron kazanarak indirgenir. Ayrıca, elektron veren moleküle indirgen madde adı verilirken, elektron alan moleküle oksitleyici madde denir. Yani, sodyum oksitlenir, bu yüzden indirgen maddedir, klor ise indirgenir, bu yüzden oksitleyici maddedir.