Hvordan bruges oxidationsreduktionsreaktioner i hverdagen?

En oxidationsreduktionsreaktion eller redoxreaktion er en kemisk reaktion, hvor en eller flere elektroner overføres fra et molekyle eller en forbindelse til en anden. Arten, der mister elektroner, oxideres og normalt et reduktionsmiddel; arten, der vinder elektroner, reduceres og er normalt oxidationsmidlet. Daglige redoxreaktioner inkluderer fotosyntese, åndedræt, forbrænding og korrosion.

TL; DR (for lang; Har ikke læst)

Oxidations- og reduktionsreaktioner (eller redox) sker i vores celler under cellulær respiration, i planter under fotosyntese og under forbrændings- og korrosionsreaktioner.

I fotosyntese, som finder sted i de grønne blade af planter, kombineres kuldioxid og vand under påvirkning af lys til dannelse af molekylært ilt og kulhydratglukosen. Anlægget bruger glukosen som brændstof til sine metaboliske processer. I det første trin bruges lysenergi til at frigøre hydrogenatomer, reducere dem og skabe iltgas; disse atomer reducerer derefter kulstof i kuldioxid. Dette kan udtrykkes omtrent som kuldioxid + vand + lysenergi → kulhydrat + ilt + vand. Den samlede, afbalancerede reaktion for fotosyntese skrives normalt 6 CO2 + 6 H2O -> C6H12O6 + 6 O2.

Cellular respiration tillader organismer at frigøre den energi, der er lagret i de kemiske bindinger af glucose; tænk på det som det absolutte slutpunkt i at få brændstof fra mad. Den afbalancerede redoxreaktion er:

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ -> 6 CO₂ + 6 H₂O + 36 ATP

Hvor ATP er adenosintrifosfat, en simpel energiforsyningsforbindelse, der driver forskellige andre metaboliske processer. I denne reaktion oxideres glukose, og ilt reduceres. Løst sagt, når du ser, at en forbindelse har mistet brintatomer, er den blevet oxideret, og når den har fået dem, er den blevet reduceret.

Måske tænker du på forbrænding eller forbrænding som mere en fysisk proces end en kemisk proces. Ikke desto mindre repræsenterer forbrændingen af ​​f.eks. Kulbrinterne i fossile brændstoffer såvel som afbrænding af organisk materiale i træ kendetegnende redoxreaktioner. I hvert tilfælde binder kulstof i forbindelsen, der brændes, med iltatomer i luften, mens nogle ilt binder til brint i forbindelsen; derfor oxideres den forbindelse, der brændes, og iltet reduceres med kuldioxid og vanddamp udsendt som forbrændingsprodukter.

Når vand kommer i kontakt med for eksempel et jernrør, oxiderer noget af iltet i vandet jernet, hvilket giver frie brintioner. Disse ioner kombineres med ilt i den omgivende luft for at danne vand, og processen starter igen ved oxidation af jern-trin, med resultatet at øge mængderne af jern i en mere oxideret tilstand - det vil sige, at de bærer mere og mere positiv ladning. Disse jernatomer kombineres med hydroxylgrupper - negativt ladede ilt-hydrogenpar - for at danne forbindelserne Fe (OH)₂eller jern (II) hydroxid og Fe (OH)₃eller jern (III) hydroxid. I sidste ende, med tørring, er Fe2O3 eller jernoxid det rødbrune materiale kendt som rust.