Redox-reacties

Definitie

Een redoxreactie (reductie-oxidatiereactie) is een chemische reactie waarbij elektronen worden overgedragen en de oxidatietoestand verandert. Een voorbeeld is de oxidatie van elementair magnesium met zuurstof:

• 2 mg (elementair magnesium) + O₂ (zuurstof) 2 MgO (magnesium oxide).

In dit proces, magnesium wordt een reductiemiddel genoemd. Het geeft twee elektronen af.

• Mg (magnesium elementair) Mg²⁺ (magnesium, kation) + 2 e^- (elektron)

Zuurstof is een oxidatiemiddel dat twee elektronen accepteert.

• O (zuurstof) + 2 e^- (elektron) O^2- (oxyde)

Magnesium, het reductiemiddel, wordt en zuurstof, het oxidatiemiddel, wordt.

ezelsbruggetje

In het Engels is er het volgende geheugensteuntje: OIL RIG.

• OLIE: Oxidatie is het verlies van elektronen.
• RIG: Reductie is winst van elektronen

Je kunt je ook herinneren dat zuurstof het belangrijkste oxidatiemiddel is en dat metalen graag elektronen opgeven. Hieruit zijn veel reacties af te leiden.

Andere voorbeelden

Een redoxreactie vindt ook plaats wanneer ijzer roest:

• 4 Fe (elementair ijzer) + 3 O₂ (zuurstof) 2 Fe₂O₃ (ijzeroxide)

Redoxreacties leiden dus vaak tot de vorming van zouten (ionische verbindingen) met metalen. Verbranding is oxidatie, bijvoorbeeld de verbranding van methaan (aardgas):

• CH₄ (methaan) + 2 O₂ (zuurstof) CO₂ (kooldioxide) + 2 H₂O (water)

Vorming van zinkoxide:

• 2 Zn (zink) + O₂ (zuurstof) 2 ZnO (zinkoxide)

De deelname van zuurstof is geen voorwaarde voor een redoxreactie. Hier wordt koper gereduceerd en ijzer geoxideerd:

• CuSO₄ (kopersulfaat) + Fe (elementair ijzer) FeSO₄ (ijzersulfaat) + Cu (elementair koper)

Reactie van calcium met chloorgas:

• Ca (elementair calcium) + Cl₂ (chloorgas) CaCl₂ (calciumchloride)

Oxidatie nummer

Aan elk atoom of ion kan een oxidatiegetal (= oxidatietoestand) worden toegekend. De bijbehorende waarde kan 0, negatief of positief zijn.

• Tijdens oxidatie neemt het oxidatiegetal toe.
• Bij de reductie neemt het oxidatiegetal af.

Wanneer magnesium (Mg) wordt geoxideerd tot het magnesiumion, neemt het oxidatiegetal toe van 0 naar +2. Dit komt overeen met de lading van het ion (Mg²⁺​ Het oxidatiegetal van zuurstof neemt bij deze reactie af van 0 naar -2 (Oxid: O^-2​ Raadpleeg de technische literatuur voor gedetailleerde regels voor het toekennen van het oxidatienummer.

electrolyse

Bij elektrolyse treden ook redoxreacties op bij beide elektroden (zie daar).