Redoksreaksjoner er en av de viktigste reaksjonstypene i Kjemi 1. Temaet forklarer alt fra rusting, forbrenning og batterier til hvordan metaller kan framstilles og hvordan kroppen utnytter oksygen. For elever på VG2 er målet ikke bare å huske ordene oksidasjon og reduksjon, men å forstå dem som to sider av samme elektronoverføring. Når ett stoff avgir elektroner, må et annet stoff ta dem opp. Derfor skjer oksidasjon og reduksjon alltid samtidig.
Ordet redoks er satt sammen av reduksjon og oksidasjon. En redoksreaksjon er en kjemisk reaksjon der elektroner overføres fra en partikkel til en annen, eller der oksidasjonstall endres. I praksis bruker vi ofte oksidasjonstall for å oppdage om en reaksjon er redoks. Hvis et grunnstoff får høyere oksidasjonstall, er det oksidert. Hvis et grunnstoff får lavere oksidasjonstall, er det redusert. Denne regelen er svært nyttig fordi elektronene ikke alltid vises direkte i den samlede reaksjonslikningen.
Oksidasjon
Oksidasjon betyr at et stoff avgir elektroner. Når et atom eller ion mister elektroner, blir oksidasjonstallet høyere. Et enkelt eksempel er magnesium som reagerer og danner magnesiumioner: Mg -> Mg2+ + 2e-. Magnesiumatomet avgir to elektroner og oksideres. Oksidasjon kan også beskrives som reaksjon med oksygen i mange hverdagslige tilfeller, for eksempel når karbon brenner eller jern ruster, men den moderne definisjonen handler om elektroner og oksidasjonstall.
Oksidasjonstall øker
Den sikreste regelen er: oksidasjon betyr økning i oksidasjonstall. Hvis jern går fra Fe til Fe2+, har oksidasjonstallet gått fra 0 til +2. Jern er oksidert. Hvis karbon i metan blir til karbon i karbondioksid, øker karbon sitt oksidasjonstall, og karbon er oksidert. Du trenger ikke alltid vite nøyaktig hvor elektronene er fysisk, men du må kunne vise at elektronfordelingen i modellen har endret seg.
Reduksjon
Reduksjon betyr at et stoff tar opp elektroner. Når et atom eller ion får elektroner, blir oksidasjonstallet lavere. Et eksempel er kobberioner som blir til kobbermetall: Cu2+ + 2e- -> Cu. Kobberionet tar opp to elektroner og reduseres. Ordet reduksjon kan virke forvirrende fordi stoffet ikke nødvendigvis blir «mindre» i vanlig forstand. Det som reduseres, er oksidasjonstallet.
Oksidasjonstall minker
Den viktige regelen er: reduksjon betyr reduksjon i oksidasjonstall. Hvis oksygen går fra O2 til O2- i et oksid, går hvert oksygenatom fra oksidasjonstall 0 til -2. Oksygen er redusert. Hvis sølvioner, Ag+, blir til sølvmetall, går sølv fra +1 til 0. Oksidasjonstallet minker, og sølvionet er redusert.
Elektroner