ปฏิกิริยาลดการเกิดออกซิเดชันใช้ในชีวิตประจำวันอย่างไร?

ปฏิกิริยารีดักชั่น-รีดักชั่น หรือปฏิกิริยารีดอกซ์ เป็นปฏิกิริยาเคมีที่อิเล็กตรอนหนึ่งตัวหรือมากกว่าถูกถ่ายโอนจากโมเลกุลหรือสารประกอบหนึ่งไปยังอีกโมเลกุลหนึ่ง สปีชีส์ที่สูญเสียอิเล็กตรอนจะถูกออกซิไดซ์และมักจะเป็นตัวรีดิวซ์ ชนิดที่ได้รับอิเล็กตรอนจะลดลงและมักจะเป็นตัวออกซิไดซ์ ปฏิกิริยารีดอกซ์ทุกวันรวมถึงการสังเคราะห์ด้วยแสง การหายใจ การเผาไหม้และการกัดกร่อน

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

ปฏิกิริยาออกซิเดชันและการรีดักชัน (หรือรีดอกซ์) เกิดขึ้นในเซลล์ของเราระหว่างการหายใจระดับเซลล์ ในพืชระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง และระหว่างการเผาไหม้และปฏิกิริยาการกัดกร่อน

ในการสังเคราะห์แสงซึ่งเกิดขึ้นในใบสีเขียวของพืช คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำรวมกันภายใต้อิทธิพลของแสงเพื่อสร้างออกซิเจนระดับโมเลกุลและคาร์โบไฮเดรตกลูโคส พืชใช้กลูโคสเป็นเชื้อเพลิงสำหรับกระบวนการเผาผลาญ ในขั้นตอนแรก พลังงานแสงถูกใช้เพื่อปลดปล่อยอะตอมไฮโดรเจน ลดขนาดและสร้างก๊าซออกซิเจน อะตอมเหล่านี้จะลดคาร์บอนในคาร์บอนไดออกไซด์ สามารถแสดงได้คร่าวๆ เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ + น้ำ + พลังงานแสง → คาร์โบไฮเดรต + ออกซิเจน + น้ำ ปฏิกิริยาโดยรวมที่สมดุลสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสงมักจะเขียน 6 CO2 + 6 H2O --> C6H12O6 + 6 O2

การหายใจระดับเซลล์ช่วยให้สิ่งมีชีวิตปลดปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ในพันธะเคมีของกลูโคส คิดว่ามันเป็นจุดสิ้นสุดที่แน่นอนในการรับเชื้อเพลิงจากอาหาร ปฏิกิริยารีดอกซ์ที่สมดุลคือ:

ค₆โฮ₁₂โอ₆ + 6 ออน₂ -> 6 CO₂ + 6 ชั่วโมง₂O + 36 ATP

โดยที่ ATP คือ อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต ซึ่งเป็นสารประกอบที่ให้พลังงานอย่างง่าย ซึ่งขับเคลื่อนกระบวนการเผาผลาญอื่นๆ ในปฏิกิริยานี้ กลูโคสจะถูกออกซิไดซ์และออกซิเจนจะลดลง พูดอย่างหลวมๆ เมื่อใดก็ตามที่คุณเห็นว่าสารประกอบสูญเสียอะตอมของไฮโดรเจน จะถูกออกซิไดซ์และเมื่อได้อะตอมมา อะตอมของไฮโดรเจนก็จะลดลง

บางทีคุณอาจคิดว่าการเผาไหม้หรือการเผาไหม้เป็นกระบวนการทางกายภาพมากกว่ากระบวนการทางเคมี อย่างไรก็ตาม การเผาไหม้ของ กล่าวคือ ไฮโดรคาร์บอนในเชื้อเพลิงฟอสซิล เช่นเดียวกับการเผาไหม้ของสารอินทรีย์ในไม้ แสดงถึงปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เป็นแก่นสาร ในแต่ละกรณี คาร์บอนในสารประกอบที่ถูกเผาพันธะกับอะตอมของออกซิเจนในอากาศ ในขณะที่ออกซิเจนบางส่วนจับกับไฮโดรเจนในสารประกอบ ดังนั้นสารประกอบที่ถูกเผาไหม้จะถูกออกซิไดซ์และออกซิเจนจะลดลง โดยมีคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำที่ปล่อยออกมาเป็นผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้

เมื่อน้ำสัมผัสกับ ตัวอย่างเช่น ท่อเหล็ก ออกซิเจนบางส่วนในน้ำจะออกซิไดซ์เหล็ก ทำให้เกิดไอออนไฮโดรเจนอิสระ ไอออนเหล่านี้รวมกับออกซิเจนในอากาศแวดล้อมเพื่อสร้างน้ำ และกระบวนการเริ่มต้นอีกครั้งที่ขั้นตอนออกซิเดชันของเหล็ก โดยผลที่ได้คือปริมาณธาตุเหล็กที่เพิ่มขึ้นในสถานะออกซิไดซ์มากขึ้น นั่นคือมีประจุบวกมากขึ้นเรื่อยๆ อะตอมของเหล็กเหล่านี้รวมกับหมู่ไฮดรอกซิล - คู่ออกซิเจน - ไฮโดรเจนที่มีประจุลบ - เพื่อสร้างสารประกอบ Fe (OH)₂หรือไฮดรอกไซด์เหล็ก (II) และ Fe (OH)₃หรือเหล็ก (III) ไฮดรอกไซด์ ในที่สุด เมื่อทำให้แห้ง สิ่งที่เหลืออยู่คือ Fe2O3 หรือเหล็กออกไซด์ คือวัสดุสีน้ำตาลแดงที่เรียกว่าสนิม