Hapettumisreaktio vs pelkistysreaktio
Hapetus- ja pelkistysreaktiot liittyvät toisiinsa. Kun yksi aine hapettuu, toinen aine pelkistyy. Siksi nämä reaktiot tunnetaan yhdessä redox-reaktioina.
Hapettumisreaktio
Alunperin hapettumisreaktiot tunnistettiin reaktioksi, joihin happikaasu osallistuu. Tässä happi yhdistyy toisen molekyylin kanssa tuottaakseen oksidin. Tässä reaktiossa happi pelkistyy ja toinen aine hapettuu. Siksi pohjimmiltaan hapetusreaktio on hapen lisäämistä toiseen aineeseen. Esimerkiksi seuraavassa reaktiossa vety hapettuu ja siksi happiatomi lisätään vetyä muodostavaan veteen.
2H2 + O2 -> 2H2O
Toinen tapa kuvata hapettumista on vedyn hävikki. On tilanteita, joissa hapettumista on vaikea kuvata hapen lisäämiseksi. Esimerkiksi seuraavassa reaktiossa happea on lisätty sekä hiileen että vetyyn, mutta vain hiili on hapettunut. Tässä tapauksessa hapettumista voidaan kuvata sanomalla, että se on vedyn häviämistä. Koska vedyt ovat poistuneet metaanista hiilidioksidin syntyessä, siinä oleva hiili on hapettunut.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
Toinen vaihtoehtoinen lähestymistapa hapettumisen kuvaamiseen on elektronien menetys. Tätä lähestymistapaa voidaan käyttää selittämään kemiallisia reaktioita, joissa emme näe oksidin muodostumista tai vedyn häviämistä. Joten vaikka happea ei ole, voimme selittää hapettumisen tällä lähestymistavalla. Esimerkiksi seuraavassa reaktiossa magnesium on muuttunut magnesiumioneiksi. Koska magnesium on menettänyt kaksi elektronia, se on hapettunut ja kloorikaasu on hapettava aine.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
Hapetustila auttaa tunnistamaan hapettuneet atomit. IUPAC-määritelmän mukaan hapetusaste on "aineen atomin hapetusasteen mitta. Se määritellään varaukseksi, jonka atomilla voisi kuvitella olevan." Hapetustila on kokonaisluku, ja se voi olla joko positiivinen, negatiivinen tai nolla. Atomin hapetusaste muuttuu kemiallisen reaktion aikana. Jos hapetusaste kasvaa, atomin sanotaan olevan hapettunut. Kuten yllä olevassa reaktiossa, magnesiumin hapetusaste on nolla ja magnesiumionin hapetusaste +2. Koska hapetusluku on kasvanut, magnesium on hapettunut.
Vähennysreaktio
Pelkistyminen on hapetuksen vastakohta. Hapen siirron kann alta pelkistysreaktioissa happea menetetään. Vedyn siirron kann alta pelkistysreaktiot tapahtuvat, kun vetyä saadaan. Esimerkiksi yllä olevassa esimerkissä metaanin ja hapen välillä happi on vähentynyt, koska se on saanut vetyä. Elektronien siirron kann alta pelkistyminen saa elektroneja. Joten yllä olevan esimerkin mukaan kloori vähenee.
Mitä eroa on hapetusreaktion ja pelkistysreaktion välillä?
• Hapetusreaktioissa saadaan happea ja pelkistysreaktioissa happea menetetään.
• Hapetuksessa vetyä häviää, mutta pelkistyessään vetyä saadaan.
• Hapetusreaktioissa elektroneja menetetään, mutta pelkistysreaktioissa elektroneja saadaan.
• Hapetusreaktioissa hapetusaste kasvaa. Pelkistettävä laji alentaa hapetusastettaan.
