Kuidas kasutatakse oksüdatsiooni vähendavaid reaktsioone igapäevaelus?

Oksüdatsiooni-redutseerimise reaktsioon ehk redoksreaktsioon on keemiline reaktsioon, mille käigus kandub üks või mitu elektroni ühelt molekulilt või ühendilt teisele. Elektrone kaotav liik on oksüdeerunud ja tavaliselt redutseerija; elektronide saamiseks kasutatav liik on redutseerunud ja tavaliselt oksüdeeriv aine. Igapäevased redoksreaktsioonid hõlmavad fotosünteesi, hingamist, põlemist ja korrosiooni.

TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)

Oksüdatsiooni- ja redutseerimis- (või redoks) reaktsioonid toimuvad meie rakkudes rakuhingamise ajal, taimedes fotosünteesi ajal ning põlemis- ja korrosioonireaktsioonide ajal.

Taimede rohelistes lehtedes toimuvas fotosünteesis moodustuvad süsinikdioksiid ja vesi valguse mõjul molekulaarse hapniku ja süsivesikute glükoosi moodustumisel. Taim kasutab glükoosi ainevahetusprotsesside kütusena. Esimeses etapis kasutatakse valgusenergiat vesinikuaatomite vabastamiseks, vähendades neid ja tekitades hapnikugaasi; need aatomid vähendavad seejärel süsinikdioksiidi süsinikku. Seda saab väljendada umbes järgmiselt: süsinikdioksiid + vesi + kerge energia → süsivesikud + hapnik + vesi. Fotosünteesi üldine tasakaalustatud reaktsioon on tavaliselt kirjutatud 6 CO2 + 6 H2O -> C6H12O6 + 6 O2.

Rakuhingamine võimaldab organismidel vabastada glükoosi keemilistesse sidemetesse salvestatud energiat; mõelge sellele kui absoluutsele tulemusnäitajale toidust kütuse saamisel. Tasakaalustatud redoksreaktsioon on:

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

Kui ATP on adenosiinitrifosfaat, lihtne energiat tarniv ühend, mis juhib mitmesuguseid muid ainevahetusprotsesse. Selles reaktsioonis oksüdeeritakse glükoos ja redutseeritakse hapnikku. Vabalt öeldes, kui näete, et ühendil on kadunud vesinikuaatomid, on see oksüdeerunud ja kui see on saadud, siis redutseerunud.

Võib-olla arvate, et põletamine või põletamine on pigem füüsiline kui keemiline protsess. Sellest hoolimata kujutavad fossiilkütustes sisalduvate süsivesinike põletamine, samuti orgaanilise materjali põletamine puidus põhimõttelisi redoksreaktsioone. Mõlemal juhul seob põletatavas ühendis sisalduv süsinik õhus olevate hapniku aatomitega, samal ajal kui osa hapnikku seondub ühendi vesinikuga; seetõttu oksüdeeritakse põletatav ühend ja hapnik väheneb, põlemisproduktidena eraldub süsinikdioksiid ja veeaur.

Kui vesi puutub kokku näiteks raudtoruga, oksüdeerib osa vees leiduvast hapnikust rauda, ​​saades vabu vesinikuioone. Need ioonid kombineeruvad ümbritseva õhu hapnikuga, moodustades vett ja protsess algab uuesti raua oksüdeerumise etapis, mille tulemuseks on suurenev rauakogus oksüdeerunud olekus - see tähendab, et see kannab üha rohkem positiivset laengut. Need raua aatomid kombineeruvad hüdroksüülrühmadega - negatiivselt laetud hapniku-vesiniku paaridega - moodustades ühendid Fe (OH)₂või raud (II) hüdroksiid ja Fe (OH)₃või raud (III) hüdroksiid. Lõppkokkuvõttes on kuivamisel alles roostena tuntud punakaspruun materjal Fe2O3 või raudoksiid.