รีดอกซ์ (redox) คืออะไร

ปฏิกิริยารีดอกซ์ (redox) คือปฏิกิริยาเคมีที่เกิดออกซิเดชันหรือการรีดักชั่น สารตั้งต้นได้รับการเปลี่ยนแปลงดังต่อไปนี้

การเกิดออกซิเดชันคือการสูญเสียอิเล็กตรอนหรือการเพิ่มขึ้นของสถานะออกซิเดชันของสารเคมีหรืออะตอมภายใน
การรีดักชั่นคือการได้รับอิเล็กตรอนหรือการลดลงของสถานะออกซิเดชันของสารเคมีหรืออะตอมภายใน

ปฏิกิริยารีดอกซ์มีสองประเภท:

การถ่ายโอนอิเล็กตรอนโดยที่อิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว (โดยปกติ) ไหลจากตัวรีดิวซ์ไปยังตัวออกซิไดซ์ ปฏิกิริยารีดอกซ์ประเภทนี้มักถูกกล่าวถึงในแง่ของคู่รีดอกซ์และศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรด

การถ่ายโอนอะตอม โดยที่อะตอมถ่ายโอนจากสารตั้งต้นหนึ่งไปยังอีกสารตั้งต้น ตัวอย่างเช่น ในการเกิดสนิมของเหล็ก สถานะออกซิเดชันของอะตอมของเหล็กจะเพิ่มขึ้นเมื่อเปลี่ยนเป็นออกไซด์และสถานะออกซิเดชันของออกซิเจนจะลดลงพร้อมกันเมื่อรับอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากเหล็ก

แม้ว่าปฏิกิริยาออกซิเดชันมักเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของออกไซด์ แต่สารเคมีชนิดอื่นๆ สามารถทำหน้าที่เดียวกันได้ ในการเติมไฮโดรเจน พันธะ C=C (และอื่นๆ) จะลดลงโดยการถ่ายโอนอะตอมไฮโดรเจน

ปฏิกิริยารีดอกซ์คือ

รีดอกซ์เป็นชวเลขสำหรับการรีดักชัน-ออกซิเดชัน ซึ่งหมายความว่าปฏิกิริยารีดอกซ์เป็นปฏิกิริยาหนึ่งที่ทั้งปฏิกิริยารีดักชันและปฏิกิริยาออกซิเดชันเกิดขึ้นพร้อมกัน นอกจากนี้ยังเป็นชวเลขสำหรับปฏิกิริยารีดักชันออกซิเดชัน เรามาพูดถึงองค์ประกอบทั้งสองนี้แยกกัน แล้ววนกลับมาที่วิธีการรวมกันในปฏิกิริยารีดอกซ์เต็มรูปแบบ

รีดักชั่น:

การลดลงเกิดขึ้นเมื่ออะตอมได้รับอิเล็กตรอนอย่างน้อยหนึ่งตัวระหว่างปฏิกิริยาเคมี นั่นหมายความว่าเลขออกซิเดชันของมันลดลง เนื่องจากอิเล็กตรอนมีประจุลบ ดังนั้นเมื่ออะตอมได้รับอิเล็กตรอน ก็จะมีประจุเป็นลบ ซึ่งจะลดจำนวนการเกิดออกซิเดชัน นี่อาจดูเหมือนอะตอมที่เปลี่ยนจาก X²⁺ to X¹⁺, or X⁰ เป็น X^1-เป็นต้น สิ่งนี้สามารถช่วยให้เราจำได้ว่าการลดลงคืออะไร เมื่อเลขออกซิเดชันลดลง

Cu²⁺ (aq) → Cu (s)

F₂ (g) → 2F^– (g)

การเกิดออกซิเดชัน:

มีคำจำกัดความการเกิดออกซิเดชันที่แตกต่างกันสามแบบ “กระบวนการหรือผลของการออกซิไดซ์หรือถูกออกซิไดซ์”, “การเพิ่มของออกซิเจน เช่น เมื่อองค์ประกอบรวมกับออกซิเจนเพื่อสร้างออกไซด์ของตัวมันเอง เช่น การเกิดสนิม” และสุดท้าย “การสูญเสียอิเล็กตรอนระหว่างปฏิกิริยาซึ่งส่งผลให้อะตอม เพิ่มสถานะออกซิเดชัน” คำจำกัดความสุดท้ายคือสิ่งที่คุณควรจำสำหรับวิชาเคมี

การเกิดออกซิเดชันเกิดขึ้นเมื่ออะตอมสูญเสียอิเล็กตรอนตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปในระหว่างปฏิกิริยาเคมี ซึ่งหมายความว่าเลขออกซิเดชันของอะตอมจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากอะตอมสูญเสียประจุลบของอิเล็กตรอน ซึ่งคล้ายกับการได้รับประจุบวก ทำให้เลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้น นี่อาจดูเหมือนอะตอมที่เริ่มจาก X^1- ไปเป็น X⁰หรือ X⁰ ไปเป็น X¹⁺ เป็นต้น

มีการใช้วลี “ออกซิเดชัน” เนื่องจากในอดีต ปฏิกิริยารีดอกซ์แรกที่สังเกตพบคือปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับออกซิเจน อย่างไรก็ตาม ถ้ามันช่วยได้ เราคิดว่ามันเป็นออกซิเดชันเพราะเลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้น/กลายเป็นบวกมากขึ้น

2I^– (aq) → I₂ (s)

Zn (s) → Zn²⁺ (aq)

ศักยภาพในการรีดักชั่น ออกซิเดชัน Oxidation-Reduction Potential (ORP)

Oxidation-Reduction Potential (ORP) หรือรีดอกซ์เป็นการวัดที่บ่งชี้ว่าการออกซิไดซ์หรือการรีดิวซ์ของของเหลวเป็นอย่างไร ตัวอย่างเช่นน้ำอาจออกซิไดซ์ในระดับปานกลาง (เช่น น้ำอัดลม) ออกซิไดซ์อย่างแรง (เช่น น้ำคลอรีนหรือสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์) หรือรีดิวซ์ (เช่น สภาพแวดล้อมที่จุลินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจนทำงานอยู่)

กล่าวโดยย่อ ORP คือตัวชี้วัดความสะอาดของน้ำและความสามารถในการทำลายสิ่งปนเปื้อน การวัดนี้มีการใช้งานที่หลากหลาย เช่น การตรวจสอบการสุขาภิบาลน้ำดื่มที่ปลอดภัย หรือของเหลวตรวจสอบความเหมาะสมสำหรับกระบวนการจุลินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจน

ค่าโออาร์พีในน้ำที่เป็นลบ (-) เช่นน้ำอัลคาไลน์ ( Alkaline Water ) น้ำด่าง เพราะว่าน้ำนั้นพร้อมที่จะให้อิเล็กตรอน
ค่าโออาร์พีในน้ำที่เป็นบวก (+) ได้แก่น้ำในสระว่ายน้ำที่มีการเติมคลอรีนและน้ำทั่วไปเช่นน้ำปะปา น้ำดื่ม เกือบทั้งหมดให้ค่า ORP ที่เป็นบวก