Oksidācijas-reducēšanās reakcija jeb redoksreakcija ir ķīmiska reakcija, kurā viens vai vairāki elektroni tiek pārnesti no vienas molekulas vai savienojuma uz citu. Suga, kas zaudē elektronus, ir oksidēta un parasti ir reducētājs; suga, kas iegūst elektronus, ir reducēta un parasti ir oksidētājs. Ikdienas redoksreakcijas ietver fotosintēzi, elpošanu, sadegšanu un koroziju.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Oksidācijas un reducēšanās (vai redoks) reakcijas notiek mūsu šūnās šūnu elpošanas laikā, augos fotosintēzes laikā, kā arī sadegšanas un korozijas reakciju laikā.
Fotosintēze augos
Fotosintēzē, kas notiek augu zaļajās lapās, oglekļa dioksīds un ūdens gaismas ietekmē apvienojas, veidojot molekulāro skābekli un ogļhidrātu glikozi. Augs vielmaiņas procesos izmanto glikozi kā degvielu. Pirmajā posmā gaismas enerģija tiek izmantota ūdeņraža atomu atbrīvošanai, to reducēšanai un skābekļa gāzes radīšanai; šie atomi samazina oglekļa dioksīdā esošo oglekli. To var izteikt aptuveni kā oglekļa dioksīds + ūdens + gaismas enerģija → ogļhidrāti + skābeklis + ūdens. Kopējā, līdzsvarotā reakcija fotosintēzei parasti tiek uzrakstīta 6 CO2 + 6 H2O -> C6H12O6 + 6 O2.
Elpošana
Šūnu elpošana ļauj organismiem atbrīvot enerģiju, kas uzkrāta glikozes ķīmiskajās saitēs; domājiet par to kā par absolūtu gala punktu, iegūstot degvielu no pārtikas. Līdzsvarota redoksreakcija ir:
C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP
Ja ATP ir adenozīna trifosfāts, vienkāršs enerģijas padeves savienojums, kas virza dažādus citus vielmaiņas procesus. Šajā reakcijā glikoze oksidējas un skābeklis samazinās. Atklāti sakot, ikreiz, kad redzat, ka savienojums ir zaudējis ūdeņraža atomus, tas ir oksidēts un, kad tos iegūst, tas ir samazināts.
Sadegšana
Varbūt jūs domājat, ka dedzināšana vai sadedzināšana ir vairāk fizisks process nekā ķīmisks process. Neskatoties uz to, teiksim, ogļūdeņražu sadedzināšana fosilajā degvielā, kā arī organisko materiālu sadedzināšana koksnē ir būtiskas redoksreakcijas. Katrā gadījumā sadedzinātā savienojuma ogleklis saistās ar skābekļa atomiem gaisā, bet daļa skābekļa savienojas ar savienojumā esošo ūdeņradi; tāpēc sadedzinātais savienojums tiek oksidēts un skābeklis samazināts, kā degšanas produkti izdalās oglekļa dioksīds un ūdens tvaiki.
Korozija
Ūdenim nonākot saskarē, piemēram, ar dzelzs cauruli, daļa ūdenī esošā skābekļa oksidē dzelzi, iegūstot brīvus ūdeņraža jonus. Šie joni apvienojas ar apkārtējā gaisa skābekli, veidojot ūdeni, un process sākas no jauna dzelzs oksidēšanas posmā, kā rezultātā palielinās dzelzs daudzums oksidētākā stāvoklī - tas ir, pārvadājot arvien vairāk pozitīva lādiņa. Šie dzelzs atomi apvienojas ar hidroksilgrupām - negatīvi lādētiem skābekļa-ūdeņraža pāriem -, veidojot savienojumus Fe (OH)2vai dzelzs (II) hidroksīds un Fe (OH)3vai dzelzs (III) hidroksīds. Galu galā, žāvējot, paliek Fe2O3 vai dzelzs oksīds, kas ir sarkanbrūns materiāls, kas pazīstams kā rūsas.