สารในปฏิกิริยาเคมีบางชนิดจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชัน หรือเรียกว่า ปฏิกิริยานอนรีดอกซ์ แต่สารในปฏิกิริยาบางชนิดจะมีการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชัน เรียกว่า ปฏิกิริยารีดอกซ์ ซึ่งประกอบด้วยปฏิกิริยาย่อย 2 ปฏิกิริยา ได้แก่ ปฏิกิริยาออกซิเดชัน และปฏิกิริยารีดักชัน 

ปฏิกิริยาที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชันของธาตุที่อยู่ในสารประกอบในสมการเคมี เรียกว่า ปฏิกิริยานอนรีดอกซ์ (non-redox reaction) ตัวอย่างเช่น

ปฏิกิริยาการตกตะกอน เช่น

        Pb(NO3)2  +  Na2SO4   Pb -------> SO4  +  2NaNO3

จากสมการ จะเห็นว่า ธาตุทุกตัวที่อยู่ในสมการไม่มีการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชัน

ปฏิกิริยาระหว่างกรดกับเบส เช่น

        HCl  +  NaOH -------> NaCl  +  H2O

จากสมการ จะเห็นว่า ธาตุทุกตัวที่อยู่ในสมการไม่มีการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชัน

ส่วนปฏิกิริยาที่มีการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชันของธาตุที่อยู่ในสารประกอบในสมการเคมี หรือปฏิกิริยาที่มีการรับและการจ่ายอิเล็กตรอน เรียกว่า ปฏิกิริยารีดอกซ์ (redox reaction) ตัวอย่างเช่น

            +2         0              0      +2

            Cu2+  +  Zn ------->  Cu  +  Zn2+

จากสมการ จะเห็นว่า

Cu2+ รับ 2 อิเล็กตรอน กลายเป็น Cu เลขออกซิเดชันของ Cu2+ จึงเปลี่ยนจาก +2 เป็น 0

Zn จ่าย 2 อิเล็กตรอน กลายเป็น Zn2+ เลขออกซิเดชันของ Zn จึงเปลี่ยนจาก 0 เป็น +2

ปฏิกิริยารีดอกซ์ แบ่งออกเป็น 2 ปฏิกิริยาย่อยได้ดังนี้

1. ปฏิกิริยาออกซิเดชัน (oxidation reaction) คือ ปฏิกิริยาที่มีการจ่ายอิเล็กตรอนเป็นปฏิกิริยาที่มีเลขออกซิเดชันเพิ่มขึ้น ธาตุที่ทำหน้าที่จ่ายอิเล็กตรอน เรียกว่า ตัวรีดิวซ์ (reducing agent) เช่น

                  Zn -------> Zn2+  +  2e-

                ตัวรีดิวซ์

2. ปฏิกิริยารีดักชัน (reduction reaction) คือ ปฏิกิริยาที่มีการรับอิเล็กตรอน เป็นปฏิกิริยาที่มีเลขออกซิเดชันลดลง ธาตุที่ทำหน้าที่รับอิเล็กตรอน เรียกว่า ตัวออกซิไดส์ (oxidizing agent) เช่น

                Cu2+  +  2e- --------> Cu

               ตัวออกซิไดส์

ข้อสังเกตเกี่ยวกับปฏิกิริยารีดอกซ์ มีดังนี้

1. สมการของปฏิกิริยารีดอกซ์ที่ดุลแล้วจะไม่มีอิเล็กตรอนแสดงอยู่ เพราะอิเล็กตรอนที่ให้และรับจะมีจำนวนเท่ากัน

2. การตรวจสอบว่าปฏิกิริยานั้นเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์หรือไม่ ให้สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลงของเลขออกซิเดชัน ถ้ามีการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชันจะจัดว่าเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์

3. ปฏิกิริยาที่มีธาตุอิสระอย่างน้อย 1 ธาตุ อยู่ในสมการ ปฏิกิริยานั้นจัดเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์เสมอ เช่น

                    ธาตุอิสระ

            2NO (g)  +  O2 (g) -------> 2NO2 (g)

            CS2 (s)  +  3Cl2 (g) ------->  CCl4 (l)  +  S2Cl2 (l)

            CH4 (g)  +  2O2 (g) ------->  CO2 (g)  +  2H2O (g)

4. ปฏิกิริยารีดอกซ์บางปฏิกิริยาอาจมีการจ่ายอิเล็กตรอนได้มากกว่า 1 ธาตุ หรือรับอิเล็กตรอนได้มากกว่า 1 ธาตุ เช่น

    Cu2S  +  14HNO3   ---------> 2Cu(NO3)2  +  H2SO4  +  6H2O  +  10NO2

จากสมการ จะเห็นว่า จะมีธาตุ 2 ตัว คือ Cu และ S ที่ทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ ดังนี้

- Cu ใน Cu2S มีเลขออกซิเดชันเป็น +1 ส่วน Cu ใน Cu(NO3)2 มีเลขออกซิเดชันเป็น +2 แสดงว่า Cu ใน Cu2S มีการจ่าย 1 อิเล็กตรอน

- S ใน Cu2S มีเลขออกซิเดชันเป็น -2 ส่วน S ใน H2SO4 มีเลขออกซิเดชันเป็น +6 แสดงว่า S ใน Cu2S มีการจ่าย 8 อิเล็กตรอน

5. ปฏิกิริยารีดอกซ์บางปฏิกิริยาจะมีสารตัวเดียวกันเป็นทั้งตัวรีดิวซ์และตัวออกซิไดส์ เรียกว่า ปฏิกิริยาออโตรีดอกซ์ (auto – redox reaction) เช่น

        6Cl2  +  6Ba(OH)2  ------->  5BaCl2  +  Ba(ClO3)2  +  6H2O

จากสมการ จะเห็นว่า Cl ทำหน้าที่ทั้งจ่ายและรับอิเล็กตรอน

            2H2O2  -------> 2H2O  +  O2

จากสมการ จะเห็นว่า O ทำหน้าที่ทั้งจ่ายและรับอิเล็กตรอน

            3Au --------> 2Au  +  Au3+

จากสมการ จะเห็นว่า Au ทำหน้าที่ทั้งจ่ายและรับอิเล็กตรอน

ปิตุพร  พิมพาเพชร