Eine Oxidations-Reduktions-Reaktion oder Redox-Reaktion ist eine chemische Reaktion, bei der ein oder mehrere Elektronen von einem Molekül oder einer Verbindung auf ein anderes übertragen werden. Die Spezies, die Elektronen verliert, ist oxidiert und normalerweise ein Reduktionsmittel; die Spezies, die Elektronen aufnimmt, wird reduziert und ist normalerweise das Oxidationsmittel. Zu den alltäglichen Redoxreaktionen zählen Photosynthese, Atmung, Verbrennung und Korrosion.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Oxidations- und Reduktionsreaktionen (oder Redoxreaktionen) passieren in unseren Zellen während der Zellatmung, in Pflanzen während der Photosynthese und während Verbrennungs- und Korrosionsreaktionen.
Photosynthese in Pflanzen
Bei der Photosynthese, die in den grünen Blättern von Pflanzen stattfindet, verbinden sich Kohlendioxid und Wasser unter Lichteinfluss zu molekularem Sauerstoff und dem Kohlenhydrat Glukose. Die Pflanze nutzt die Glukose als Brennstoff für ihre Stoffwechselprozesse. Im ersten Schritt wird Lichtenergie verwendet, um die Wasserstoffatome freizusetzen, sie zu reduzieren und Sauerstoffgas zu erzeugen; diese Atome reduzieren dann den Kohlenstoff im Kohlendioxid. Dies kann grob ausgedrückt werden als Kohlendioxid + Wasser + Lichtenergie → Kohlenhydrat + Sauerstoff + Wasser. Die insgesamt ausgewogene Reaktion für die Photosynthese wird normalerweise 6 CO2 + 6 H2O --> C6H12O6 + 6 O2 geschrieben.
Atmung
Die Zellatmung ermöglicht es den Organismen, die in den chemischen Bindungen der Glukose gespeicherte Energie freizusetzen; Betrachten Sie es als den absoluten Endpunkt bei der Gewinnung von Kraftstoff aus Lebensmitteln. Die ausgewogene Redoxreaktion lautet:
C6H12Ö6 + 6 O2 --> 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP
Wobei ATP Adenosintriphosphat ist, eine einfache energieliefernde Verbindung, die verschiedene andere Stoffwechselprozesse antreibt. Bei dieser Reaktion wird Glucose oxidiert und Sauerstoff reduziert. Grob gesagt, wenn Sie sehen, dass eine Verbindung Wasserstoffatome verloren hat, wurde sie oxidiert und wenn sie sie gewonnen hat, wurde sie reduziert.
Verbrennung
Vielleicht denken Sie an Verbrennung oder Verbrennung eher als einen physikalischen Prozess als einen chemischen. Dennoch sind die Verbrennung beispielsweise der Kohlenwasserstoffe in fossilen Brennstoffen sowie die Verbrennung von organischem Material in Holz die Quintessenz von Redoxreaktionen. In jedem Fall verbindet sich der Kohlenstoff in der verbrannten Verbindung mit Sauerstoffatomen in der Luft, während etwas Sauerstoff an den Wasserstoff in der Verbindung bindet; daher wird die verbrannte Verbindung oxidiert und der Sauerstoff reduziert, wobei Kohlendioxid und Wasserdampf als Verbrennungsprodukte emittiert werden.
Korrosion
Wenn Wasser beispielsweise mit einem Eisenrohr in Kontakt kommt, oxidiert ein Teil des Sauerstoffs im Wasser das Eisen und liefert freie Wasserstoffionen. Diese Ionen verbinden sich mit dem Sauerstoff der Umgebungsluft zu Wasser, und der Prozess beginnt wieder bei der Eisenoxidation, mit dem Ergebnis, dass zunehmend Eisen in einem stärker oxidierten Zustand vorliegt, das heißt, immer mehr positive Ladung trägt. Diese Eisenatome verbinden sich mit Hydroxylgruppen – negativ geladenen Sauerstoff-Wasserstoff-Paaren – zu den Verbindungen Fe (OH)2, oder Eisen(II)-hydroxid und Fe (OH)3, oder Eisen(III)-hydroxid. Zurück bleibt beim Trocknen schließlich Fe2O3 oder Eisenoxid, das rötlich-braune Material, das als Rost bekannt ist.