Окисляване - какъв е процесът?

В тази статия ще разгледаме феномена на окислението. Тази многокомпонентна концепция, която се появява в различни области на науката, например биология и химия. Също така ще се запознаем с разнообразието на този процес и неговата същност.

въведение

От основна и начална гледна точка окислението е процес на химически характер, който е съпроводен от повишаване на степента на атомно окисление на веществото, което е изложено на него. Това явление се дължи на трансфера на електрони от един атом (редуктор и донор) към втория (акцептор и окислител).

Тази терминологична единица е била въведена в циркулацията на химията в началото на XIX век и е била направена е академик VM Severgin да създаде обозначение, което показва взаимодействието на веществата с кислорода от атмосферата.

В някои случаи окисляването на молекулата се придружава от създаването на нестабилност в структурата на веществото и води до разпадането му в молекули, които са по-стабилни и малки по размер. Факт е, че този процес може да се повтаря на няколко различни нива на смилане. Това означава, че образуваните по-малки частици могат също да имат по-висока степен на окисление, отколкото атомните частици, които първоначално са били в едно и също вещество, но са по-големи и по-стабилни.

В химията съществува понятието за по-ниска и по-висока степен на окисляване. Това ни позволява да класифицираме атомите колкото е възможно повече, за да ги изложим. Най-високата степен на окисление съответства на броя на групата, в която е разположен елементът. Най-ниската степен обикновено се определя от коефициента на равно и нечетно число: по-висок 8 = по-нисък 2, по-висок 7 = по-нисък 1.

изгаряне

Изгарянето е процесът на окисляване. В атмосферния въздух (както и в околната среда на чист кислород) може да се подложи на окисляване под формата на изгаряне. Пример може да служи на различни вещества: най-простите елементи на метални и неметални вещества, неорганични и органични съединения. Въпреки това, най практически важното е горим (гориво), включително изолирани природен нефт, газ, въглища, торф и други подобни. Г. В повечето случаи те образуват сложна смес от въглеводороди с ниска концентрация на кислород от сяра, азот-съдържащи органични вещества от типа, и включване на следи от други елементи.

Биологично окисление

В биологията окислителните реакции са процеси, които в своята съвкупност се сливат до промяна в степента на окисление на атомите, участващи в реакцията, но това се дължи на електронното разпределение между взаимодействащите компоненти.

Първото предположение е, че във всички живи организми се извършва най-сложната химия. реакция, беше представена през 18 век. Фармацевтът от Франция А. Лавоазие проучи проблема. Той обърна внимание на факта, че ходът на изгаряне и оксидация в биологията са подобни една на друга.

Учените са изследвали пътя на кислорода, който е бил погълнат от живите същества, дължащи се на дишането. Те съобщават, че тези процеси на окисляване са подобни процеси, протичащи при различни скорости. Той се фокусира върху процеса на разлагане, който, както се оказа, се основава на явлението взаимодействие на кислородна молекула (окислител) с органична субстанция, включваща въглеродни и / или водородни атоми. Поради разграждането се извършва абсолютна трансформация на веществото.

Имаше моменти от процеса, които учените не можеха напълно да разберат, сред които въпросите:

• По каква причина се извършва окисляването при условия на ниска телесна температура, въпреки присъствието му извън тялото, само при висока температура.
• По каква причина окислителните реакции са явления, които не са придружени от освобождаването на пламък, както и от огромни изпускания на освободена енергия.
• Как е "изгарянето" на хранителния обхват на веществата в тялото, ако е 80% (приблизително), се състои от течност - вода Н₂О.

Видове биологично окисляване

В съответствие с условията на средата, в която се извършва окислението, тя се разделя на два вида. Повечето гъби и енергийни ресурси на микроорганизми се получават чрез преобразуване на хранителните вещества чрез анаеробен метод. Тази реакция възниква без достъп до молекулярен кислород и се нарича гликолиза.

По-сложен начин за превръщане на хранителните вещества е аеробната форма на биологично окисляване или тъканно дишане. Липсата на кислород причинява неспособността на клетките да извършват окисление, за да произвеждат енергия, и те умират.

Получаване на енергия от жив организъм

В биологията окислението е мултикомпонентно явление:

• Гликолизата е началната фаза на хетеротрофните организми, по време на които монозахаридите се разграждат без кислород и предхождат началото на процеса на клетъчно дишане.
• Окисляване на пируват - превръщане на пирувинови киселини в ацетил-алкоксим. Тези реакции са възможни само с участието на ензимни комплекси от пируват дехидрогеназа.
• Процесът разпадане на бета-мазнини киселини - феномен, паралелен на окисляването на пируват, чиято цел е преработката на всяка мастна киселина в ацетил-алкоксим. Освен това, това вещество се доставя в цикъл от групи трикарбоксилна киселина.
• Krebs цикъл - atsetilkoenzima превръщане на лимонена киселина и след това подлагане последващо превръщане (дехидрогениране явления, декарбоксилиране и регенерация).
• Оксидативното фосфорилиране е последният етап на трансформация, през който еукариотичният организъм превръща аденозин дифосфата в аденозин трифосфатни киселини.

От това следва, че окислението е процес, който включва:

• явлението отстраняване на водорода от субстрата, което се подлага на окисление (дехидрогениране);
• феноменът на възвръщане на електрона от субстрат;
• феноменът на прикрепването на кислородна молекула към субстрат.

Реакция върху металите

Окисляването на метал е реакция, при която образуването на оксиди (оксиди) възниква чрез взаимодействието на елемент от група метали и О2.

В широк смисъл - реакция, в които атом губи електрон и създава различни съединения, например вещества хлориди, сулфиди и т.н. В естествено състояние повечето метали могат да бъдат само в напълно окислено състояние (под формата на руда) ... Поради тази причина окислителният процес е представен под формата на реакция на редукция на различни компоненти на съединението. Практически използваните вещества от металите и техните сплави, когато взаимодействат с околната среда, постепенно се окисляват - те са корозирали. процеси окисляване на метали се дължат на термодинамични и кинетични фактори.

Валенция и окисляване

Степента на окисляване е валентност. Има обаче някаква разлика между тях. Факт е, че валентността е химична. елемент човек определя възможността един атом да установи определен брой химически връзки с други видове атоми. Това се дължи на наличието на различни видове атоми, съответно на различни възможности за създаване на връзка. Въпреки това, валентността може да бъде само в ковалентно съединение и се формира чрез създаването на обща двойка електрони между атомите. Степента на окисление, за разлика от валентността, е степента на условния заряд, притежаван от атома на материята. Той може да бъде положителен "+", нула "0" и отрицателен ";". Също така степента на окисление предполага, че всички връзки в веществото са йонни.

Реакция над водата

Преди повече от две милиарди години растителните организми са направили една от най-важните стъпки към началото на еволюцията. Процесът на фотосинтезата започва да се формира. От самото начало обаче само редуцирани вещества от сероводород са подложени на фотооксидация, които са били представени на земята в изключително малки размери. Окисляването на водата е процес, който въвежда значително количество молекулярен кислород в атмосферата. Това позволи на биоенергетичните процеси да се придвижат до ново аеробно ниво. Същият феномен позволи да се образува озонов екран, който защитава живота на Земята.