ปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน คืออะไร? สรุปหลักการรีดอกซ์แบบเข้าใจง่าย

ในโลกของวิชาเคมี มีปฏิกิริยาชนิดหนึ่งที่เกิดขึ้นรอบตัวเราตลอดเวลาและเป็นพื้นฐานของกระบวนการที่สำคัญมากมาย ตั้งแต่การเกิดสนิมของเหล็ก, การเผาไหม้ของเชื้อเพลิง, การหายใจของสิ่งมีชีวิต ไปจนถึงการทำงานของแบตเตอรี่ ปฏิกิริยานั้นคือ ปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน (Oxidation-Reduction Reaction) หรือที่เรียกสั้นๆ ว่า ปฏิกิริยารีดอกซ์ (Redox Reaction)

บทความนี้จะสรุปทุกสิ่งที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับปฏิกิริยารีดอกซ์ ตั้งแต่หลักการพื้นฐานไปจนถึงตัวอย่างในชีวิตประจำวัน

หัวใจของปฏิกิริยารีดอกซ์: การถ่ายโอนอิเล็กตรอน

ปฏิกิริยารีดอกซ์ คือ ปฏิกิริยาเคมีที่มี การถ่ายโอนอิเล็กตรอน (electron transfer) ระหว่างสารเคมี โดยปฏิกิริยานี้จะประกอบด้วยสองครึ่งปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นพร้อมกันเสมอ ขาดส่วนใดส่วนหนึ่งไปไม่ได้ คือ ปฏิกิริยาออกซิเดชัน และ ปฏิกิริยารีดักชัน

1. ออกซิเดชัน (Oxidation): ปฏิกิริยาการ “เสีย” อิเล็กตรอน

ออกซิเดชัน คือ ปฏิกิริยาที่อะตอมหรือโมเลกุลมีการ เสียอิเล็กตรอน หรือ ให้อิเล็กตรอน แก่สารอื่น ผลที่ตามมาคือ อะตอมนั้นจะมี เลขออกซิเดชัน (Oxidation Number) เพิ่มขึ้น

• หลักการจำ: OIL – Oxidation Is Loss (ออกซิเดชันคือการเสีย)
• สารที่ให้อิเล็กตรอน จะถูกเรียกว่า ตัวรีดิวซ์ (Reducing Agent) เพราะมันเป็นตัวที่ทำให้สารอื่นเกิดปฏิกิริยารีดักชัน

2. รีดักชัน (Reduction): ปฏิกิริยาการ “รับ” อิเล็กตรอน

รีดักชัน คือ ปฏิกิริยาที่อะตอมหรือโมเลกุลมีการ รับอิเล็กตรอน มาจากสารอื่น ซึ่งทำให้อะตอมนั้นมี เลขออกซิเดชันลดลง

• หลักการจำ: RIG – Reduction Is Gain (รีดักชันคือการรับ)
• สารที่รับอิเล็กตรอน จะถูกเรียกว่า ตัวออกซิไดส์ (Oxidizing Agent) เพราะเป็นตัวการที่ทำให้สารอื่นเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน

ตารางสรุปเปรียบเทียบ ออกซิเดชัน vs รีดักชัน

คุณสมบัติ	ปฏิกิริยาออกซิเดชัน (Oxidation)	ปฏิกิริยารีดักชัน (Reduction)
การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน	เสีย หรือ ให้ อิเล็กตรอน	รับ อิเล็กตรอน
เลขออกซิเดชัน	เพิ่มขึ้น	ลดลง
บทบาทของสาร	เป็น ตัวรีดิวซ์ (Reducing Agent)	เป็น ตัวออกซิไดส์ (Oxidizing Agent)

ตัวอย่างปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันในชีวิตประจำวัน

เพื่อให้เห็นภาพชัดเจนขึ้น ลองมาดูตัวอย่างของปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกิดขึ้นรอบตัวเรา

การเกิดสนิมของเหล็ก

• สมการ: 4Fe + 3O₂ —> 2Fe₂O₃
• ออกซิเดชัน: อะตอมของเหล็ก (Fe) เสียอิเล็กตรอน ให้กับออกซิเจน กลายเป็นเหล็กออกไซด์ (สนิม)
• รีดักชัน: อะตอมของออกซิเจน (O₂) รับอิเล็กตรอน จากเหล็ก

การเผาไหม้

• ตัวอย่าง: การเผาไหม้แก๊สมีเทน (CH₄) ในเตาแก๊ส
• ออกซิเดชัน: มีเทน (CH₄) เสียอิเล็กตรอน (ถูกออกซิไดส์)
• รีดักชัน: ออกซิเจน (O₂) รับอิเล็กตรอน (ถูกรีดิวซ์)
• ผลลัพธ์คือการปลดปล่อยพลังงานความร้อนและแสงสว่าง