Sa artikulong ito ay isasaalang-alang natin ang phenomenon ng oxidation. Ito ay isang multi-component na konsepto na lumilitaw sa iba't ibang larangan ng agham, tulad ng biology at chemistry. Makikilala rin natin ang pagkakaiba-iba ng prosesong ito at ang kakanyahan nito.
Introduction
Mula sa pangunahin at orihinal na pananaw, ang oksihenasyon ay isang prosesong may likas na kemikal, na sinasamahan ng pagtaas ng antas ng atomic oxidation ng sangkap na dumaranas nito. Ang phenomenon na ito ay nangyayari dahil sa paglipat ng mga electron mula sa isang atom (reductant at donor) patungo sa pangalawa (acceptor at oxidizer).
Ang terminolohikal na yunit na ito ay ipinakilala sa sirkulasyon ng kimika sa simula ng ika-19 na siglo, at ang Academician na si V. M. Severgin upang lumikha ng isang pagtatalaga na nagpapahiwatig ng pakikipag-ugnayan ng mga sangkap sa oxygen mula sa hangin sa atmospera.
Sa ilang mga kaso, ang oksihenasyon ng isang molekula ay sinasamahan ng paglikha ng kawalang-tatag sa istraktura ng sangkap at humahantong sa pagkabulok nito sa mga molekula na may higit na katatagan at maliliit na sukat. Ang katotohanan ay ang prosesong ito ay maaaring ulitin sa iba't ibang antas ng paggiling. Iyon ay, ang mas maliit na butil na nabuo ay maaari dinay may mas mataas na antas ng oksihenasyon kaysa sa mga atomic na particle na orihinal sa parehong substance, ngunit mas malaki at mas matatag.
Sa kimika mayroong konsepto ng pinakamababa at pinakamataas na antas ng oksihenasyon. Ito ay nagpapahintulot sa amin na pag-uri-uriin ang mga atom ayon sa kanilang kakayahang ipakita ang katangiang ito. Ang pinakamataas na estado ng oksihenasyon ay tumutugma sa bilang ng pangkat kung saan matatagpuan ang elemento. Ang pinakamababang antas, bilang panuntunan, ay natutukoy sa pamamagitan ng pagsusulatan ng pantay at kakaibang numero: ang pinakamataas na 8=ang pinakamababa 2, ang pinakamataas na 7=ang pinakamababang 1.
Pagsunog
Ang pagkasunog ay isang proseso ng oksihenasyon. Sa hangin sa atmospera (pati na rin sa isang kapaligiran ng purong oxygen) maaari silang ma-oxidized sa anyo ng pagkasunog. Ang iba't ibang mga sangkap ay maaaring magsilbi bilang isang halimbawa: ang pinakasimpleng elemento ng mga sangkap ng mga metal at non-metal, inorganic at organic compound. Gayunpaman, ang pinaka-praktikal na makabuluhan ay ang nasusunog na sangkap (gasolina), bukod sa kung saan ay ang mga likas na reserba ng langis, gas, karbon, pit, atbp. Kadalasan ay bumubuo sila mula sa isang kumplikadong pinaghalong hydrocarbons na may maliit na proporsyon ng oxygen, asupre, mga organikong compound na naglalaman ng nitrogen, pati na rin ang mga bakas na pagsasama ng iba pang mga elemento.
Biological oxidation
Sa biology, ang mga reaksyon ng oksihenasyon ay mga prosesong magkakasamang nag-uugnay sa isang pagbabago sa estado ng oksihenasyon ng mga atom na kasangkot sa reaksyon, at nangyayari ito dahil sa elektronikong pamamahagi sa pagitan ng mga nag-uugnay na bahagi.
Ang unang palagay ay na sa lahat ng nabubuhay na organismo ang pinakakumplikadong chem. reaksyon, ay inilagay sa ikalabing-walosiglo. Pinag-aralan ng French chemist na si A. Lavoisier ang problema. Binigyang-pansin niya ang katotohanan na ang takbo ng pagkasunog at oksihenasyon sa biology ay magkatulad sa isa't isa.
Nagsagawa ng pag-aaral ang mga siyentipiko sa landas ng oxygen na hinihigop ng isang buhay na nilalang dahil sa paghinga. Iniulat nila na ang mga proseso ng oksihenasyon na ito ay magkatulad na mga proseso na nagaganap sa iba't ibang mga rate. Iginuhit niya ang pansin sa proseso ng agnas, na, tulad ng nangyari, ay batay sa kababalaghan ng pakikipag-ugnayan ng isang molekula ng oxygen (oxidizing agent) na may isang organikong sangkap na kinabibilangan ng carbon at/o hydrogen atoms. Bilang resulta ng pagkabulok, nangyayari ang ganap na pagbabagong-anyo ng bagay.
May mga sandali ng proseso na hindi lubos na maunawaan ng mga siyentipiko, kabilang ang mga tanong:
- Para sa anong dahilan ginagawa ang oksihenasyon sa ilalim ng mga kondisyon ng mababang temperatura ng katawan, sa kabila ng presensya nito sa labas ng katawan, sa mataas na temperatura lamang.
- Sa anong dahilan, ang mga reaksyon ng oksihenasyon ay mga phenomena na hindi sinasamahan ng paglabas ng apoy, gayundin ng malalaking paglabas ng inilabas na enerhiya.
- Paano ang "pagsunog" ng nutrient range ng mga substance sa katawan, kung ito ay 80% (humigit-kumulang) na binubuo ng likido - tubig H2O.
Mga uri ng biological oxidation
Ayon sa mga kondisyon ng kapaligiran kung saan nangyayari ang oksihenasyon, nahahati ito sa dalawang uri. Karamihan sa mga fungi at micro-organism ay nakakakuha ng mga mapagkukunan ng enerhiya sa pamamagitan ng pag-convert ng mga sustansya sa pamamagitan ng isang anaerobic na proseso. Ang reaksyong itonangyayari nang walang access sa molecular oxygen, at tinatawag ding glycolysis.
Ang isang mas kumplikadong paraan ng pag-convert ng nutrients ay ang aerobic form ng biological oxidation o tissue respiration. Ang kakulangan ng oxygen ay nagiging sanhi ng mga cell na hindi mag-oxidize para sa enerhiya at sila ay namamatay.
Pagkuha ng enerhiya sa pamamagitan ng isang buhay na organismo
Sa biology, ang oksihenasyon ay isang multicomponent phenomenon:
Ang
Ito ay sumusunod na ang oksihenasyon ay isang prosesong kinasasangkutan ng:
- phenomenonpag-alis ng hydrogen mula sa substrate, na sumasailalim sa oksihenasyon (dehydrogenation);
- substrate electron recoil phenomenon;
- ang phenomenon ng pagdaragdag ng isang molekula ng oxygen sa isang substrate.
Reaksyon sa mga metal
Ang oxidation ng isang metal ay isang reaksyon kung saan, sa pamamagitan ng interaksyon ng isang elemento mula sa grupo ng mga metal at O2, ang mga oxide (oxides) ay nabubuo.
Sa isang malawak na kahulugan, isang reaksyon kung saan ang isang atom ay nawalan ng isang electron at lumilikha ng iba't ibang mga compound, halimbawa, mga sangkap ng chlorides, sulfide, atbp. Sa natural na estado, kadalasan ang mga metal ay maaari lamang nasa ganap na oxidized estado (sa anyo ng mineral). Ito ay para sa kadahilanang ito na ang proseso ng oksihenasyon ay ipinakita bilang isang pagbawas ng reaksyon ng iba't ibang mga bahagi ng tambalan. Ang mga praktikal na ginamit na sangkap ng mga metal at ang kanilang mga haluang metal, kapag nakikipag-ugnayan sa kapaligiran, ay unti-unting nag-oxidize - sumasailalim sila sa kaagnasan. Nagaganap ang mga proseso ng oksihenasyon ng metal dahil sa mga thermodynamic at kinetic na kadahilanan.
Valence at oksihenasyon
Ang oxidation state ay ang valency. Gayunpaman, may ilang pagkakaiba sa pagitan nila. Ang katotohanan ay ang valency ng chem. Tinutukoy ng elemento ng tao ang kakayahan ng isang atom na magtatag ng isang tiyak na bilang ng mga kemikal na bono sa iba pang mga uri ng mga atom. Ito ay dahil sa pagkakaroon ng iba't ibang uri ng atom, ayon sa pagkakabanggit, iba't ibang kakayahang lumikha ng isang relasyon. Gayunpaman, ang valence ay maaari lamang sa isang covalent compound at nabubuo dahil sa paglikha ng isang karaniwang pares ng elektron sa pagitan ng mga atomo. Degreeang oksihenasyon, sa kaibahan ng valency, ay ang antas ng kondisyong singil na taglay ng isang atom ng isang sangkap. Maaari itong maging positibong "+", zero "0" at negatibong "-". Gayundin, ang estado ng oksihenasyon ay nagmumungkahi na ang lahat ng mga bono sa isang substansiya ay ionic.
Reaksyon sa tubig
Mahigit dalawang bilyong taon na ang nakalilipas, ang mga organismo ng halaman ay gumawa ng isa sa pinakamahalagang hakbang patungo sa simula ng ebolusyon. Nagsimulang magkaroon ng hugis ang proseso ng photosynthesis. Gayunpaman, sa una ay pinababang mga sangkap lamang ng uri ng hydrogen sulfide ang sumailalim sa photooxidation, na naroroon sa lupa sa napakaliit na sukat. Ang oksihenasyon ng tubig ay isang proseso na nagpasok ng malaking halaga ng molecular oxygen sa atmospera. Pinahintulutan nito ang mga bioenergetic na proseso na lumipat sa isang bagong antas ng aerobic. Ang parehong phenomenon ay nagbigay-daan sa pagbuo ng isang ozone shield na nagpoprotekta sa buhay sa Earth.
