En aquest article considerarem el fenomen de l'oxidació. Aquest és un concepte multicomponent que apareix en diversos camps de la ciència, com ara la biologia i la química. També coneixerem la varietat d'aquest procés i la seva essència.
Introducció
Des del punt de vista bàsic i original, l'oxidació és un procés de naturalesa química, que va acompanyat d'un augment del grau d'oxidació atòmica de la substància que la pateix. Aquest fenomen es produeix a causa de la transferència d'electrons d'un àtom (reductor i donant) al segon (acceptor i oxidant).
Aquesta unitat terminològica es va introduir a la circulació de la química a principis del segle XIX, i l'acadèmic V. M. Severgin per crear una designació que indiqui la interacció de les substàncies amb l'oxigen de l'aire atmosfèric.
En alguns casos, l'oxidació d'una molècula va acompanyada de la creació d'inestabilitat en l'estructura de la substància i condueix a la seva desintegració en molècules amb major estabilitat i mides petites. El fet és que aquest procés es pot repetir a diferents nivells de mòlta. És a dir, la partícula més petita formada també pottenen un grau d'oxidació més alt que les partícules atòmiques que eren les originals en la mateixa substància, però més grans i més estables.
En química hi ha el concepte del grau més baix i més alt d'oxidació. Això ens permet classificar els àtoms segons la seva capacitat per exhibir aquesta propietat. L'estat d'oxidació més alt correspon al nombre del grup en què es troba l'element. El grau més baix, per regla general, ve determinat per la correspondència d'un nombre parell i un nombre senar: el 8 més alt="el 2 més baix, el 7 més alt=" l'1 més baix.
Combustió
La combustió és un procés d'oxidació. En l'aire atmosfèric (així com en un ambient d'oxigen pur) es poden oxidar en forma de combustió. Una varietat de substàncies poden servir d'exemple: els elements més simples de substàncies de metalls i no metalls, compostos inorgànics i orgànics. Tanmateix, la més significativa pràcticament és la substància combustible (combustible), entre les quals es troben les reserves naturals de petroli, gasos, carbó, torba, etc. Molt sovint es formen a partir d'una barreja complexa d'hidrocarburs amb una petita proporció d'oxigen, sofre, compostos orgànics que contenen nitrogen, així com traces d'inclusions d' altres elements.
Oxidació biològica
En biologia, les reaccions d'oxidació són processos que en conjunt convergeixen cap a un canvi en l'estat d'oxidació dels àtoms implicats en la reacció, i això passa a causa de la distribució electrònica entre els components que interactuen.
La primera hipòtesi és que en tots els organismes vius la química més complexa. reacció, es va presentar al XVIIIsegle. El químic francès A. Lavoisier va estudiar el problema. Va cridar l'atenció sobre el fet que el curs de la combustió i l'oxidació en biologia són semblants entre si.
Els científics han fet un estudi del camí de l'oxigen que va ser absorbit per un ésser viu a causa de la respiració. Van informar que aquests processos d'oxidació són processos similars que es produeixen a diferents ritmes. Va cridar l'atenció sobre el procés de descomposició, que, segons va resultar, es basa en el fenomen de la interacció d'una molècula d'oxigen (agent oxidant) amb una substància orgànica que inclou àtoms de carboni i/o hidrogen. Com a resultat de la descomposició, es produeix una transformació absoluta de la matèria.
Hi va haver moments del procés que els científics no van poder entendre completament, incloses les preguntes:
- Per quina raó es duu a terme l'oxidació en condicions de baixa temperatura corporal, malgrat la seva presència fora del cos, només a alta temperatura.
- Per quina raó, les reaccions d'oxidació són fenòmens que no van acompanyats de l'alliberament d'una flama, així com de grans alliberaments d'energia alliberada.
- Com és la "combustió" de la gamma de nutrients de substàncies del cos, si està composta en un 80% (aproximadament) de líquid - aigua H2O.
Tipus d'oxidació biològica
Segons les condicions de l'entorn en què es produeix l'oxidació, es divideix en dos tipus. La majoria de fongs i microorganismes obtenen recursos energètics mitjançant la conversió de nutrients mitjançant un procés anaeròbic. Aquesta reaccióes produeix sense accés a l'oxigen molecular i també s'anomena glucòlisi.
Una forma més complexa de convertir nutrients és la forma aeròbica d'oxidació biològica o respiració dels teixits. La manca d'oxigen fa que les cèl·lules no s'oxidin per obtenir energia i moren.
Aconseguir energia per un organisme viu
En biologia, l'oxidació és un fenomen multicomponent:
- La glucòlisi és l'etapa inicial dels organismes heteròtrofs, durant la qual es divideixen els monosacàrids sense oxigen, i precedeix l'inici del procés de respiració cel·lular.
- Oxidació del piruvat: conversió dels àcids pirúvics en acetilcoenzim. Aquestes reaccions només són possibles amb la participació de complexos enzimàtics de piruvat deshidrogenasa.
- El procés de descomposició dels àcids grassos beta és un fenomen que es realitza paral·lelament a l'oxidació del piruvat, la finalitat del qual és el processament de cada àcid gras en acetilcoenzim. A més, aquesta substància es subministra al cicle de l'àcid tricarboxílic.
- Cicle de Krebs: conversió de l'acetilcoenzim en àcids cítrics i exposició posterior a la transformació posterior (fenòmens de deshidrogenació, descarboxilació i regeneració).
- La fosforilació oxidativa és l'últim pas de la transformació en què un organisme eucariota converteix el difosfat d'adenosina en àcids d'adenosina trifosfòric.
Se'n dedueix que l'oxidació és un procés que implica:
- fenomeneliminació d'hidrogen del substrat, que pateix oxidació (deshidrogenació);
- fenòmen de retrocés d'electrons del substrat;
- el fenomen de l'addició d'una molècula d'oxigen a un substrat.
Reacció sobre metalls
L'oxidació d'un metall és una reacció durant la qual, mitjançant la interacció d'un element del grup dels metalls i l'O2, es formen òxids (òxids).
En un sentit ampli, una reacció en què un àtom perd un electró i crea diversos compostos, per exemple, substàncies de clorurs, sulfurs, etc. En estat natural, la majoria dels metalls només poden estar completament oxidats. estat (en forma de mineral). És per aquest motiu que el procés d'oxidació es presenta com una reacció de reducció de diversos components del compost. Les substàncies pràcticament utilitzades dels metalls i els seus aliatges, quan interaccionen amb el medi ambient, s'oxiden gradualment: pateixen corrosió. Els processos d'oxidació dels metalls es produeixen a causa de factors termodinàmics i cinètics.
València i oxidació
L'estat d'oxidació és la valència. Tanmateix, hi ha alguna diferència entre ells. El fet és que la valència de la química. element home determina la capacitat d'un àtom per establir un nombre determinat d'enllaços químics amb altres tipus d'àtoms. Això es deu a la presència de diferents tipus d'àtoms, respectivament, diferents capacitats per crear una relació. Tanmateix, la valència només pot estar en un compost covalent i es forma a causa de la creació d'un parell d'electrons comú entre àtoms. Graul'oxidació, en contrast amb la valència, és el grau de càrrega condicional que posseeix un àtom d'una substància. Pot ser positiu "+", zero "0" i negatiu "-". A més, l'estat d'oxidació suggereix que tots els enllaços d'una substància són iònics.
Reacció sobre l'aigua
Fa més de dos mil milions d'anys, els organismes vegetals van fer un dels passos més importants cap a l'inici de l'evolució. El procés de la fotosíntesi va començar a prendre forma. Tanmateix, inicialment només es van sotmetre a fotooxidació les substàncies reduïdes del tipus sulfur d'hidrogen, que estaven presents a la terra en mides extremadament petites. L'oxidació de l'aigua és un procés que introdueix una quantitat important d'oxigen molecular a l'atmosfera. Això va permetre que els processos bioenergètics passessin a un nou nivell aeròbic. El mateix fenomen va permetre la formació d'un escut d'ozó que protegeix la vida a la Terra.
