تعريف تفاعلات الأكسدة والأختزال:

هي التفاعلات الكيميائية التي يحدث فيها تغير في حالة تأكسد المواد المتفاعلة( أي التفاعلات التي يتم فيها انتقال للالكترونات من المادة المختزلة إلى المادة المؤكسدة) وتسمى عملية أكتساب الالكترونات(أختزال)  وعملية فقدان الالكترونات فتسمى(تأكسد)،و تفاعل الأكسدة والاختزال عمليتان مترافقتان متلازمتان،إذ لا يحدث اختزال بدون تأكسد ولا يحدث تأكسد بدون اختزال كذلك يجب أن يكون عدد الالكترونات المفقودة مساو ى لعدد الالكترونات المكتسبة وتسمى المادة التي يحدث فيها نقص في حالة التأكسد (أي المادة التي تكتسب الالكترونات ) عاملاً مؤكسدا ،أما المادة التي يحدث فيها زيادة في حالة التأكسد (أي المادة التي تفقد الالكترونات) عاملاً مختزلا والمعادلات الآتية توضح تفاعلات الأكسدة والاختزال بصورة عامة:

اختزال            Aⁿ⁺ + ne ⟶ A

تأكسد B ⟶ Bⁿ⁺ + ne             

مثال :

Ce⁺⁴ + 1e ⟶ Ce⁺³

Fe⁺² ⟶ Fe⁺³ + 1e

………………………………………

Ce⁺⁴ + Fe⁺²     ⟶ Ce⁺³ +  Fe⁺³

يتضح من المثال السابق إن عنصر السيريوم حدث له اختزال من السيريوم الرباعي إلى السيريوم الثلاثي نتيجة إكتسابه إلكترون،لذلك فإن السيريوم ( عامل مؤكسد ) وأما بالنسبة للحديد حدث له عملية أكسدة فتحول الحديد الثنائي إلى الحديد الثلاثي نتيجة فقداه إلكترون، لذلك فإن الحديد (عامل مختزل)  ومعايرات الأكسدة والاختزال لها أهمية كبيرة لوجود الكثير من العناصر التي لها أكثر من حالة تأكسد واحدة مستقرة ولكن نجاح معايرات التأكسد والاختزال تتوقف على وجود مواد مؤكسدة ومختزلة في العينة بمقدار كمي وهي في حالة أكسدتها المنخفضة أو المرتفعة ، ومن ثم فإن معظم طرق تحليل عينات المواد غير عضوية التي تعتمد على معايرات الأكسدة والاختزال تتطلب كخطوة أولى (أي خطوة تمهيدية ) تعديل حالة الأكسدة للعينة ، وكذلك يجب أن يكون التفاعل سريع ومستمر حتى الاكتمال كذلك يجب توفر كواشف للكشف عن نقطة نهاية المعايرة ، أن الكواشف والظروف المستعملة في هذه المعايرات يجب أن لا تتدخل في عملية المعايرة ولا ثؤثر في نتائج التحليل، ومعايرات الاكسدة و الاختزال يمكن أن تعطينا نتائج دقيقة لذلك تستخدم عموماً لتحليل كميات ضئيلة الا أنه عند استعمال الطرق الكهروكيميائية فإن مجال تركيز المواد المطلوب تحليلها يمكن أن يصبح أوسع بكثير.

ومن عيوب معايرات الأكسدة والاختزال في التطبيقات العملية ميلها إلى البطئ لذلك تحتاج الي توفير حافز مناسب لزيادة سرعة التفاعل، فمثلاً أن أفضل طريقة لمعايرة المحلول Ce⁺⁴ السيريوم الرباعي هي المعايرة مع المادة القياسية الأولية كأكسدة الزرنيخ ويستخدم ) 1, 10-فينثرولين - حديد  ثنائي)   كدليل لهذه المعايرة وهذا التفاعل بطيء جداً فإن النتائج التي يتم الحصول عليها تكون غير مرضية ولكن عند إضافة أكسيد الاوزميوم (OsO₄) فإنه يعمل كحافز بتالي تصبح سرعة التفاعل مناسبة و نحصل علي نتائج جيدة ومن الصعب أن نعمم مواصفات المحفز المفيد لتفاعلات الأكسدة والاختزال ففي بعض التفاعلات يقوم الحمض بمهمة الحافز وفي تفاعلات أخرى تقوم القاعدة أو الأيونات الفلزية بمهمة الحافز وهناك بعض التفاعلات سريعة لا تحتاج إلى حافز، مثل تلك التي تحدث بين كل من الأزواج الآتية اليود مع الثيوكبريتات

 S₂O₃ &I₂) ) والحديد مع السيريوم (Ce⁺⁴&Fe⁺²).

و تفاعل الأكسدة والأختزال المناسبة للتطبيقات العملية في التحليل الكمي الحجمي(المعايرات) يجب إن تتوافر فيها بعض الشروط منها

 عدم حدوث تفاعلات جانبية في هذا التفاعل

 أن يكون التفاعل سريعاً وغير عكسي ويكتمل عند نقطة التكافؤ النهائية

 استخدام دليل مناسب أو، أي طريقة أخرى لتحديد نقطة التكافؤ بسهولة