Oxidarea - ce fel de proces este?

În acest articol vom examina fenomenul de oxidare. Acest concept multi-component, care apare în diferite domenii ale științei, de exemplu, biologie și chimie. De asemenea, ne vom familiariza cu diversitatea acestui proces și esența sa.

introducere

Din punct de vedere fundamental și inițial, oxidarea este procesul chimic caracter, care este însoțit de o creștere a gradului de oxidare atomică a substanței care este expusă acesteia. Acest fenomen apare datorită transferului de electroni de la un atom (reductor și donator) la al doilea (acceptor și oxidant).

Această unitate terminologică a fost introdusă în circulația chimiei la începutul secolului al XIX-lea și a făcut-o este un academician VM Severgin pentru a crea o denumire care indică interacțiunea substanțelor cu oxigen din atmosferă.

În unele cazuri, oxidarea moleculei este însoțită de crearea instabilității în structura substanței și duce la degradarea ei în molecule care sunt mai stabile și mai mici în dimensiune. Faptul este că acest proces poate fi repetat la mai multe niveluri diferite de măcinare. Adică, particulele mici mai formate pot avea, de asemenea, un grad mai mare de oxidare decât particulele atomice originale în aceeași substanță, dar mai mari și mai stabile.

În chimie există conceptul unui grad de oxidare mai mic și mai înalt. Acest lucru ne permite să clasificăm atomii cât mai mult posibil pentru a le expune. Cel mai înalt grad de oxidare corespunde numărului grupului în care este amplasat elementul. Gradul cel mai scăzut, de regulă, este determinat de corespondența unui număr par și par: mai mare 8 = inferior 2, mai mare 7 = inferior 1.

ardere

Arderea este procesul de oxidare. În aerul înconjurător (precum și oxigen pur) poate ceda la oxidarea în forma de combustie. Exemplele includ o varietate de materiale: Metale primitivelor și substanțe nemetalice, anorganici și compuși organici. Cu toate acestea, cel mai practic important este combustibil (combustibil), inclusiv ulei izolat natural, gaz, cărbune, turbă și altele asemenea. D. In cele mai multe cazuri, ele formează un amestec complex de hidrocarburi, cu o concentrație scăzută de oxigen de sulf, compuși organici de tipul care conține azot, și incluziuni de urme de alte elemente.

Oxidarea biologică

În biologie, reacțiile de oxidare sunt procese care, în totalitate, converg la o schimbare a gradului de oxidare a atomilor care participă la reacție, dar acest lucru se datorează distribuției electronice între componentele care interacționează.

Prima ipoteză este că în toate organismele vii are loc cea mai complexă chimie. reacție, a fost prezentată în secolul al optsprezecelea. Chimistul din Franța, A. Lavoisier, a studiat problema. El a atras atenția asupra faptului că cursul arderii și oxidării din biologie este similar celuilalt.

Oamenii de știință au fost cercetați calea oxigenului, care a fost absorbit de ființa vie din cauza respirației. Ei au raportat că aceste procese de oxidare sunt procese similare care apar la rate diferite. El a atras atenția asupra procesului de descompunere, în baza căruia, după cum se dovedește, este fenomenul de interacțiune a moleculelor de oxigen (agenti de oxidare) cu o substanță organică, conținând atomi de carbon și / sau hidrogen. Datorită descompunerii, are loc o transformare absolută a substanței.

Au fost momente ale procesului, pe care oamenii de știință nu au putut să le înțeleagă pe deplin, printre care întrebările:

• Din ce motiv are loc oxidarea în condiții de temperatură scăzută a corpului, în ciuda prezenței sale în afara corpului, numai la temperaturi ridicate.
• Din ce motiv, reacțiile de oxidare sunt fenomene care nu sunt însoțite de eliberarea unei flăcări, precum și de eliberările uriașe ale energiei eliberate.
• Cum este "arderea" gama nutrițională a substanțelor din organism, dacă este de aproximativ 80% (aproximativ), constă dintr-o apă lichidă H₂O.

Tipuri de oxidare biologică

În conformitate cu condițiile mediului în care are loc oxidarea, este împărțit în două tipuri. Majoritatea resurselor de energie pentru ciuperci și microorganisme sunt obținute prin transformarea nutrienților printr-o metodă anaerobă. Această reacție are loc fără acces la oxigen molecular și se mai numește glicoliză.

Un mod mai complex de transformare a nutrienților este forma aerobă a oxidării biologice sau a respirației tisulare. Lipsa oxigenului determină incapacitatea celulelor de a realiza oxidarea pentru a produce energie și moare.

Obținerea energiei de către un organism viu

În biologie, oxidarea este un fenomen multi-component:

• Glicoliza este stadiul inițial al organismelor heterotrofice, în timpul cărora monozaharidele sunt descompuse fără oxigen și precede debutul procesului de respirație celulară.
• Oxidarea piruvatului - conversia acizilor piruvic în acetilcoenzimă. Aceste reacții sunt posibile numai cu participarea complecșilor enzimatici ai piruvatdehidrogenazei.
• Procesul descompunerea beta-grăsimii acizi - un fenomen paralel cu oxidarea piruvatului, al cărui scop este prelucrarea fiecărui acid gras în acetilcoenzimă. Mai mult, această substanță este furnizată într-un ciclu de grupări de acid tricarboxilic.
• Ciclul Krebs este transformarea acetilcoenzimei în acizi citrici și expunerea ulterioară la transformarea ulterioară (fenomene de dehidrogenare, decarboxilare și regenerare).
• Fosforilarea oxidativă este ultima etapă a transformării, în timpul căreia organismul eucariot convertește adenozin difosfatul în acizi adenozin trifosfat.

Din aceasta rezultă că oxidarea este un proces care include:

• fenomenul de îndepărtare a hidrogenului din substrat, care este supus oxidării (dehidrogenării);
• fenomenul de recul a unui electron de către un substrat;
• fenomenul atașării unei molecule de oxigen la un substrat.

Reacția asupra metalelor

Oxidarea unui metal este o reacție în care formarea de oxizi (oxizi) are loc prin interacțiunea unui element dintr-un grup de metale și O2.

Într-un sens larg - o reacție în care un atom pierde un electron, și creează o varietate de compuși, de exemplu, substanțe cloruri, sulfuri, etc. In stare naturala majoritatea metalelor poate fi numai într-o stare complet oxidat (sub formă de minereu) ... Din acest motiv, procesul de oxidare este reprezentat sub forma unei reacții de reducere a diferitelor componente ale compusului. Practic, substanțele aplicabile și aliajele lor în interacțiunea cu mediul este oxidat treptat - corodează. procese oxidarea metalelor apar datorită factorilor termodinamici și cinetici.

Valence și oxidare

Gradul de oxidare este o valență. Cu toate acestea, există o diferență între ele. Faptul este că valența este chimică. elementul om determină posibilitatea ca un atom să stabilească un anumit număr de legături chimice cu alte tipuri de atomi. Acest lucru se datorează disponibilității diferitelor tipuri de atomi, respectiv oportunități diferite de a crea o relație. Cu toate acestea, valența poate fi doar într-un compus covalent și se formează prin crearea unei perechi de electroni comune între atomi. Gradul de oxidare, spre deosebire de valență, este gradul de încărcare condiționată posedată de atomul materiei. Poate fi pozitiv "+", zero "0" și negativ ";". De asemenea, gradul de oxidare presupune că toate legăturile din substanță sunt ionice.

Reacția asupra apei

Cu mai mult de două miliarde de ani în urmă, organismele de plante au făcut unul dintre cei mai importanți pași spre debutul evoluției. Procesul fotosintezei a început să se formeze. Cu toate acestea, încă de la început, numai substanțele reduse de tip hidrogen sulfurat au fost supuse fotooxidării, care au fost prezentate pe teren în dimensiuni extrem de mici. Oxidarea apei este un proces care introduce o cantitate semnificativă de oxigen molecular în atmosferă. Acest lucru a permis proceselor bioenergetice să treacă la un nou nivel aerobic. Același fenomen a permis formarea unui ecran de ozon, care protejează viața de pe Pământ.