Redoxreaktion

Der Begriff „Redox“ ist ein Kofferwort aus „Reduktion“ und „Oxidation“. Gemeint sind Reaktionen mit Elektronentransport von einem Elektronendonator an einen Elektronenakzeptor.

Der häufigste Elektronenakzeptor (Oxidationsmittel) ist molekularer Sauerstoff. Metallkorrosion ist das Ergebnis von Oxidation durch Sauerstoff. Dabei wird der Sauerstoff reduziert. Das Ergebnis ist Rost auf der Oberfläche des Metallobjekts.

Entgegen der Erwartung aufgrund der Namensgebung, verliert ein Molekül Elektronen, wenn es oxidiert, und erhält Elektronen, wenn es reduziert wird. Mit dem Begriff „OIL RIG“ lässt sich die englische Eselsbrücke merken: „Oxidation Is Loss and Reduction Is Gain.“

Jeder Elektronentransfer in der Elektronentransportkette ist eine Redoxreaktion. Der Elektronendonator (hier Plastochinon) wird oxidiert, der Elektronenakzeptor (hier DCPIP) reduziert.

Jede Redoxreaktion in der Elektronentransportkette ist eine exotherme Reaktion. Das bedeutet, dass sich die potenzielle Energie der Elektronen verringert. Die bei diesen Reaktionen freigesetzte Energie wird in eine andere Energieform umgewandelt.

Bei der Photosynthese z. B. im Photosystem II, wird das Plastochinon mit zwei hochenergetischen Elektronen reduziert, was zur Aufnahme von zwei Protonen aus dem Stroma führt. In der Nähe des Cytochromkomplexes oxidiert das Plastochinon, weil die Elektronen auf eine niedrigere Energiestufe springen können. Man kann sich dies wie rollende Kugeln auf einer Treppe vorstellen. Das Plastochinon stellt die oberste Stufe dar, der Cytochromkomplex befindet sich eine Stufe darunter. Sind die Kugeln einmal auf eine niedrigere Stufe gefallen, kommen sie nicht mehr von alleine hoch. Der Reaktionsort des Cytochromkomplexes ist zur Thylakoidseite der Membran gerichtet. Deswegen gelangen die Protonen ins Thylakoidlumen und die Energie wird in einen Protonengradienten umgewandelt.