Yükseltgenme İndirgenme Tepkimeleri(Redoks)

Bütün yanma olaylarında, demirin paslanması, otomobil yakıtının yanması ve vücudumuzdaki yiyeceklerin sindirimi sayesinde gerçekleşen olaylarda, arabanın çalıştırılmasını sağlayan aküde, elektronik eşyaların çalışmasını sağlayan pillerde yükseltgenme ve indirgenme tepkimeleri gerçekleşir. Dolayısıyla yükseltgeyen maddeye yükseltgen, indirgeyen maddeye indirgen adı verilir. Bir element elektron verdiğinde yükseltgenir, elektron aldığında ise indirgenir. Bu bir örnekle açıklamak gerekirse, altında sepet olan kenarlarında kumlar olan bir balon düşününüz. Kumları bıraktıkça yükselir, kum aldıkça ise iner. Elektronları da negatif yüklü olduklarından bu şekilde kum torbalarına benzetebiliriz. Elementel halde maddelerin yükleri sıfır kabul edilir.
Mg + 1/2 O2 → MgO yanma tepkimesinde Mg(magnezyum)'nin yükü 0 iken 2 elektron vererek +2 ye yükseltgenmiştir. Oksijenin ise yükü O iken 2 elektron alarak -2 ye indirgenmiştir. Dolayısıyla bu bir redoks tepkimesidir.
Elementlerin yükselgenme pil potansiyelleri ne kadar yüksekse aktiflikleri de o kadar yüksektir. Aktiflik, metalleri için elektron verme kabiliyetinin, ametaller için elektron alma kabiliyetinin bir ölçüsüdür. Bir metalin elektron verme isteği ne kadar fazla ise yükseltgenme pil potansiyeli o kadar yüksektir. elektron verme eğilimi, son yörüngesindeki elektronların çok hareketli olduğunu gösterir.
Bazı elementlerin yükseltgenme yarı pil tepkimelerinin sıralanışı şöyledir:
Li(k) → Li+1(suda) + 1e- E=+3,05 V
Mg(k) → Mg+2(suda) + 2e- E=+2,37 V
Al(k) → Al+3(suda) + 3e- E=+1,66 V
Zn(k) → Zn+2(suda) + 2e- E=+0,76 V
Ni(k) → Ni+2(suda) + 2e- E=+0,25 V
Pb(k) → Pb+2(suda) + 2e- E=+0,12 V
H2(g) → 2H+ (suda) + 2e E= 0,00 V
Cu(k) → Cu+2(suda) + 2e- E=-0,34 V
Ag(k) → Ag+1(suda) + 1e- E=-0,80 V
Au(k) → Au+3(suda) + 3e- E=-1,50 V
Bütün pil potansiyelleri Hidrojenden yararlanılarak bulunmuştur.
Verilen elementlerin pil potansiyellerine bakacak olursak en aktif olan elementin Lityum olduğunu görürüz. Aşağıya doğru aktiflik düşmektedir. Dolayısıyla aktif olan bir elektrot, kendisinden daha pasif olan bir metalin çözeltisine daldırılırsa o çözeltide tepkime kendiliğinden gerçekleşir. Aksi halde tepkime kendiliğinden gerçekleşmez. Örneğin Çinko(Zn) parçası bakır metali(Cu) çözeltisine daldırılırsa tepkime kendiliğinden gerçekleşir. Çinko 2 elektron vererek yükseltgenirken, bakır ise çinkonun verdiği elektonları alarak indirgenir.Dolayısıyla çinko parçalarının kütlesi azalıp çözeltiye geçerken, bakır katı tanecikleri haline dönüşürek elektrot üzerinde toplanır.
Yükseltgenme-indirgenme tepkimelerinden yararlanarak elektrokimyasal piller yapılabilir.