Hur används oxidationsreduktionsreaktioner i vardagen?

En oxidationsreduktionsreaktion, eller redoxreaktion, är en kemisk reaktion där en eller flera elektroner överförs från en molekyl eller förening till en annan. Arten som förlorar elektroner oxideras och vanligtvis ett reduktionsmedel; arten som får elektroner reduceras och är vanligtvis oxidationsmedlet. Vardagliga redoxreaktioner inkluderar fotosyntes, andning, förbränning och korrosion.

TL; DR (för lång; Läste inte)

Oxidations- och reduktionsreaktioner (eller redox) uppträder i våra celler under cellulär andning, i växter under fotosyntes och under förbrännings- och korrosionsreaktioner.

I fotosyntes, som äger rum i växternas gröna blad, kombineras koldioxid och vatten under påverkan av ljus för att bilda molekylärt syre och kolhydratglukosen. Anläggningen använder glukosen som bränsle för sina metaboliska processer. I det första steget används ljusenergi för att frigöra väteatomerna, minska dem och skapa syrgas; dessa atomer minskar sedan kolet i koldioxiden. Detta kan uttryckas ungefär som koldioxid + vatten + ljusenergi → kolhydrat + syre + vatten. Den övergripande, balanserade reaktionen för fotosyntes skrivs vanligtvis 6 CO2 + 6 H2O -> C6H12O6 + 6 O2.

Cellandning gör det möjligt för organismer att frigöra den energi som lagras i de kemiska bindningarna av glukos; tänk på det som den absoluta slutpunkten för att få bränsle från maten. Den balanserade redoxreaktionen är:

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

Där ATP är adenosintrifosfat, en enkel energiförsörjande förening som driver olika andra metaboliska processer. I denna reaktion oxideras glukos och syre reduceras. Löst sagt, närhelst du ser att en förening har tappat väteatomer, har den oxiderats och när den har fått dem har den reducerats.

Du kanske tänker på förbränning eller förbränning som mer av en fysisk process än en kemisk process. Ändå representerar förbränningen av, till exempel, kolväten i fossila bränslen, såväl som förbränning av organiskt material i trä viktiga redoxreaktioner. I båda fallen binder kolet i föreningen som förbränns med syreatomer i luften, medan en del syre binder till väte i föreningen; därför oxideras föreningen som förbränns och syret reduceras med koldioxid och vattenånga som avges som förbränningsprodukter.

När vatten kommer i kontakt med exempelvis ett järnrör oxiderar en del av syret i vattnet järnet, vilket ger fria vätejoner. Dessa joner kombineras med syre i den omgivande luften för att bilda vatten, och processen börjar igen vid oxidations-av-järnsteget, med resultatet ökande mängder järn i ett mer oxiderat tillstånd - det vill säga att de bär mer och mer positiv laddning. Dessa järnatomer kombineras med hydroxylgrupper - negativt laddade syre-vätepar - för att bilda föreningarna Fe (OH)₂eller järn (II) hydroxid och Fe (OH)₃eller järn (III) hydroxid. I slutändan, med torkning, återstår det Fe2O3, eller järnoxid, det rödbruna materialet som kallas rost.