Neste artigo vamos considerar o fenômeno da oxidação. Este é um conceito multicomponente que aparece em vários campos da ciência, como biologia e química. Também conheceremos a variedade desse processo e sua essência.
Introdução
Do ponto de vista básico e original, a oxidação é um processo de natureza química, que é acompanhado por um aumento no grau de oxidação atômica da substância que a sofre. Esse fenômeno ocorre devido à transferência de elétrons de um átomo (redutor e doador) para o segundo (aceptor e oxidante).
Esta unidade terminológica foi introduzida na circulação da química no início do século XIX, e o acadêmico V. M. Severgin para criar uma designação indicando a interação de substâncias com o oxigênio do ar atmosférico.
Em alguns casos, a oxidação de uma molécula é acompanhada pela criação de instabilidade na estrutura da substância e leva à sua decomposição em moléculas com maior estabilidade e tamanhos pequenos. O fato é que esse processo pode ser repetido em vários níveis diferentes de moagem. Ou seja, a partícula menor formada também podepossuem maior grau de oxidação do que as partículas atômicas que eram as originais na mesma substância, porém maiores e mais estáveis.
Em química existe o conceito de menor e maior grau de oxidação. Isso nos permite classificar os átomos de acordo com sua capacidade de exibir essa propriedade. O estado de oxidação mais alto corresponde ao número do grupo no qual o elemento está localizado. O grau mais baixo, como regra, é determinado pela correspondência de um número par e ímpar: o 8 mais alto=o 2 mais baixo, o 7 mais alto=o 1 mais baixo.
Combustão
A combustão é um processo de oxidação. No ar atmosférico (assim como em um ambiente de oxigênio puro) eles podem ser oxidados na forma de combustão. Uma variedade de substâncias pode servir como exemplo: os elementos mais simples de substâncias de metais e não metais, compostos inorgânicos e orgânicos. No entanto, o mais significativo na prática é a substância combustível (combustível), entre os quais estão as reservas naturais de petróleo, gases, carvão, turfa, etc. Na maioria das vezes eles se formam a partir de uma mistura complexa de hidrocarbonetos com uma pequena proporção de oxigênio, enxofre, compostos orgânicos contendo nitrogênio, bem como vestígios de inclusões de outros elementos.
Oxidação biológica
Em biologia, reações de oxidação são processos que juntos convergem para uma mudança no estado de oxidação dos átomos envolvidos na reação, e isso acontece devido à distribuição eletrônica entre os componentes que interagem.
A primeira suposição é que em todos os organismos vivos a química mais complexa. reação, foi apresentada no século XVIIIséculo. O químico francês A. Lavoisier estudou o problema. Ele chamou a atenção para o fato de que o curso da combustão e oxidação na biologia são semelhantes entre si.
Cientistas fizeram um estudo do caminho do oxigênio que foi absorvido por um ser vivo devido à respiração. Eles relataram que esses processos de oxidação são processos semelhantes ocorrendo em taxas diferentes. Ele chamou a atenção para o processo de decomposição, que, como se viu, se baseia no fenômeno da interação de uma molécula de oxigênio (agente oxidante) com uma substância orgânica que inclui átomos de carbono e/ou hidrogênio. Como resultado da decomposição, ocorre uma transformação absoluta da matéria.
Houve momentos do processo que os cientistas não conseguiram entender completamente, incluindo perguntas:
- Por que razão a oxidação é realizada em condições de baixa temperatura corporal, apesar de sua presença fora do corpo, apenas em alta temperatura.
- Por que razão, reações de oxidação são fenômenos que não são acompanhados pela liberação de uma chama, assim como grandes liberações de energia liberada.
- Como é a "queima" da gama de nutrientes das substâncias no organismo, se é 80% (aproximadamente) composta por líquido - água H2O.
Tipos de oxidação biológica
De acordo com as condições do ambiente em que a oxidação ocorre, ela é dividida em dois tipos. A maioria dos fungos e micro-organismos obtém recursos energéticos convertendo nutrientes através de um processo anaeróbico. Esta reaçãoocorre sem acesso ao oxigênio molecular, e também é chamado de glicólise.
Uma forma mais complexa de converter nutrientes é a forma aeróbica de oxidação biológica ou respiração tecidual. A f alta de oxigênio faz com que as células não oxidem para obter energia e elas morrem.
Obtendo energia por um organismo vivo
Na biologia, a oxidação é um fenômeno multicomponente:
- A glicólise é o estágio inicial dos organismos heterotróficos, durante o qual os monossacarídeos são clivados sem oxigênio, e precede o início do processo de respiração celular.
- Oxidação do piruvato - conversão de ácidos pirúvicos em acetilcoenzima. Essas reações só são possíveis com a participação de complexos enzimáticos da piruvato desidrogenase.
- O processo de decomposição dos ácidos graxos beta é um fenômeno realizado em paralelo com a oxidação do piruvato, cuja finalidade é a transformação de cada ácido graxo em acetilcoenzima. Além disso, esta substância é fornecida ao ciclo do ácido tricarboxílico.
- Ciclo de Krebs - a conversão da acetilcoenzima em ácidos cítricos e posterior exposição à transformação subsequente (fenômenos de desidrogenação, descarboxilação e regeneração).
- A fosforilação oxidativa é a última etapa na transformação na qual um organismo eucariótico converte o difosfato de adenosina em ácidos trifosfóricos de adenosina.
Segue que a oxidação é um processo envolvendo:
- fenômenoremoção do hidrogênio do substrato, que sofre oxidação (desidrogenação);
- fenômeno de recuo do elétron do substrato;
- o fenômeno da adição de uma molécula de oxigênio a um substrato.
Reação sobre metais
Oxidação de um metal é uma reação durante a qual, através da interação de um elemento do grupo dos metais e O2, formam-se óxidos (óxidos).
Em sentido amplo, uma reação na qual um átomo perde um elétron e cria vários compostos, por exemplo, substâncias de cloretos, sulfetos, etc. No estado natural, na maioria das vezes os metais só podem estar completamente oxidados estado (na forma de minério). É por esta razão que o processo de oxidação se apresenta como uma reação de redução de vários componentes do composto. Substâncias de metais e suas ligas praticamente usadas, ao interagir com o meio ambiente, oxidam gradualmente - sofrem corrosão. Os processos de oxidação do metal ocorrem devido a fatores termodinâmicos e cinéticos.
Valência e oxidação
O estado de oxidação é a valência. No entanto, há alguma diferença entre eles. O fato é que a valência de chem. O elemento homem determina a capacidade de um átomo estabelecer um certo número de ligações químicas com outros tipos de átomos. Isso se deve à presença de diferentes tipos de átomos, respectivamente, capacidade diferente de criar um relacionamento. No entanto, a valência só pode estar em um composto covalente e é formada devido à criação de um par de elétrons comum entre os átomos. GrauA oxidação, em contraste com a valência, é o grau de carga condicional que um átomo de uma substância possui. Pode ser positivo "+", zero "0" e negativo "-". Além disso, o estado de oxidação sugere que todas as ligações em uma substância são iônicas.
Reação sobre a água
Há mais de dois bilhões de anos, os organismos vegetais deram um dos passos mais importantes para o início da evolução. O processo de fotossíntese começou a tomar forma. No entanto, inicialmente apenas substâncias reduzidas do tipo sulfeto de hidrogênio foram submetidas à fotooxidação, que estavam presentes na Terra em tamanhos extremamente pequenos. A oxidação da água é um processo que introduziu uma quantidade significativa de oxigênio molecular na atmosfera. Isso permitiu que os processos bioenergéticos passassem para um novo nível aeróbico. O mesmo fenômeno permitiu a formação de um escudo de ozônio que protege a vida na Terra.
