W jaki sposób reakcje utleniania-redukcji są wykorzystywane w życiu codziennym?

Reakcja utleniania-redukcji lub reakcja redoks to reakcja chemiczna, w której jeden lub więcej elektronów jest przenoszonych z jednej cząsteczki lub związku do drugiej. Gatunek, który traci elektrony, jest utleniany i zwykle jest środkiem redukującym; gatunek, który zdobywa elektrony, jest zredukowany i zwykle jest środkiem utleniającym. Codzienne reakcje redoks obejmują fotosyntezę, oddychanie, spalanie i korozję.

TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)

Reakcje utleniania i redukcji (lub redoks) zachodzą w naszych komórkach podczas oddychania komórkowego, w roślinach podczas fotosyntezy oraz podczas reakcji spalania i korozji.

W fotosyntezie, która zachodzi w zielonych liściach roślin, dwutlenek węgla i woda łączą się pod wpływem światła, tworząc tlen cząsteczkowy i węglowodanową glukozę. Roślina wykorzystuje glukozę jako paliwo do procesów metabolicznych. W pierwszym etapie energia świetlna jest wykorzystywana do uwolnienia atomów wodoru, ich redukcji i wytworzenia gazowego tlenu; atomy te następnie redukują węgiel w dwutlenku węgla. Można to z grubsza wyrazić jako dwutlenek węgla + woda + energia świetlna → węglowodany + tlen + woda. Ogólna, zrównoważona reakcja na fotosyntezę jest zwykle zapisywana 6 CO2 + 6 H2O --> C6H12O6 + 6 O2.

Oddychanie komórkowe pozwala organizmom uwolnić energię zmagazynowaną w wiązaniach chemicznych glukozy; pomyśl o tym jako o absolutnym punkcie końcowym pozyskiwania paliwa z pożywienia. Zrównoważona reakcja redoks to:

do₆H₁₂O₆ + 6 O₂ --> 6 CO₂ + 6 godz₂O + 36 ATP

ATP to trifosforan adenozyny, prosty związek dostarczający energię, który napędza różne inne procesy metaboliczne. W tej reakcji glukoza jest utleniana, a tlen jest redukowany. Mówiąc ogólnie, za każdym razem, gdy widzisz, że związek stracił atomy wodoru, jest utleniany, a gdy je uzyskuje, jest redukowany.

Być może myślisz, że spalanie lub spalanie jest bardziej procesem fizycznym niż chemicznym. Niemniej jednak spalanie, powiedzmy, węglowodorów w paliwach kopalnych, a także spalanie materiału organicznego w drewnie stanowią kwintesencję reakcji redoks. W każdym przypadku węgiel w spalanym związku wiąże się z atomami tlenu w powietrzu, podczas gdy część tlenu wiąże się z wodorem w związku; dlatego spalany związek jest utleniany, a tlen jest redukowany, z dwutlenkiem węgla i parą wodną emitowanymi jako produktami spalania.

Kiedy woda wchodzi w kontakt, na przykład, z żelazną rurą, część tlenu w wodzie utlenia żelazo, dając wolne jony wodorowe. Jony te łączą się z tlenem w otaczającym powietrzu, tworząc wodę, a proces rozpoczyna się ponownie na etapie utleniania żelaza, w wyniku czego coraz większe ilości żelaza są w stanie bardziej utlenionym – to znaczy niosą coraz większy ładunek dodatni. Te atomy żelaza łączą się z grupami hydroksylowymi – ujemnie naładowanymi parami tlen-wodór – tworząc związki Fe (OH)₂, lub wodorotlenek żelaza (II) i Fe (OH)₃lub wodorotlenek żelaza (III). Ostatecznie po wysuszeniu pozostaje Fe2O3, czyli tlenek żelaza, a następnie czerwonobrązowy materiał znany jako rdza.