Dans cet article, nous aborderons le phénomène d'oxydation. Il s'agit d'un concept à plusieurs composantes qui apparaît dans divers domaines scientifiques, tels que la biologie et la chimie. Nous nous familiariserons également avec la variété de ce processus et son essence.
Présentation
Du point de vue fondamental et original, l'oxydation est un processus de nature chimique, qui s'accompagne d'une augmentation du degré d'oxydation atomique de la substance qui la subit. Ce phénomène se produit en raison du transfert d'électrons d'un atome (réducteur et donneur) au second (accepteur et oxydant).
Cette unité terminologique a été introduite dans la circulation de la chimie au début du XIXe siècle, et l'académicien V. M. Severgin pour créer une désignation indiquant l'interaction des substances avec l'oxygène de l'air atmosphérique.
Dans certains cas, l'oxydation d'une molécule s'accompagne de la création d'une instabilité dans la structure de la substance et conduit à sa décomposition en molécules plus stables et de petites tailles. Le fait est que ce processus peut être répété à plusieurs niveaux de broyage différents. C'est-à-dire que la plus petite particule formée peut égalementont un degré d'oxydation plus élevé que les particules atomiques qui étaient à l'origine dans la même substance, mais plus grandes et plus stables.
En chimie, il existe le concept du degré d'oxydation le plus bas et le plus élevé. Cela nous permet de classer les atomes en fonction de leur capacité à présenter cette propriété. L'état d'oxydation le plus élevé correspond au numéro du groupe dans lequel se trouve l'élément. Le degré le plus bas, en règle générale, est déterminé par la correspondance d'un nombre pair et d'un nombre impair: le 8 le plus élevé=le 2 le plus bas, le 7 le plus élevé=le 1 le plus bas.
Combustion
La combustion est un processus d'oxydation. Dans l'air atmosphérique (ainsi que dans un environnement d'oxygène pur), ils peuvent être oxydés sous forme de combustion. Une variété de substances peut servir d'exemple: les éléments les plus simples des substances des métaux et des non-métaux, des composés inorganiques et organiques. Cependant, le plus important dans la pratique est la substance combustible (combustible), parmi lesquelles se trouvent les réserves naturelles de pétrole, de gaz, de charbon, de tourbe, etc. Le plus souvent, ils se forment à partir d'un mélange complexe d'hydrocarbures avec une faible proportion d'oxygène, de soufre, composés organiques contenant de l'azote, ainsi que des traces d'inclusions d'autres éléments.
Oxydation biologique
En biologie, les réactions d'oxydation sont des processus qui convergent ensemble vers un changement de l'état d'oxydation des atomes impliqués dans la réaction, et cela se produit en raison de la distribution électronique entre les composants en interaction.
La première hypothèse est que dans tous les organismes vivants, la chimie la plus complexe. réaction, a été mis en avant au XVIIIesiècle. Le chimiste français A. Lavoisier a étudié le problème. Il a attiré l'attention sur le fait que le cours de la combustion et de l'oxydation en biologie sont similaires.
Des scientifiques ont étudié le trajet de l'oxygène absorbé par un être vivant en raison de sa respiration. Ils ont rapporté que ces processus d'oxydation sont des processus similaires se produisant à des vitesses différentes. Il a attiré l'attention sur le processus de décomposition, qui, en fait, est basé sur le phénomène d'interaction d'une molécule d'oxygène (agent oxydant) avec une substance organique qui comprend des atomes de carbone et/ou d'hydrogène. À la suite de la décomposition, une transformation absolue de la matière se produit.
Il y a eu des moments du processus que les scientifiques n'ont pas pu comprendre pleinement, y compris des questions:
- Pour quelle raison l'oxydation est-elle effectuée dans des conditions de basse température corporelle, malgré sa présence à l'extérieur du corps, uniquement à haute température.
- Pour quelle raison, les réactions d'oxydation sont des phénomènes qui ne s'accompagnent pas de dégagement de flamme, ainsi que d'énormes dégagements d'énergie libérée.
- Comment se passe la "combustion" de la gamme de substances nutritives dans le corps, si elle est composée à 80 % (environ) de liquide - eau H2O.
Types d'oxydation biologique
Selon les conditions de l'environnement dans lequel l'oxydation se produit, elle est divisée en deux types. La plupart des champignons et des micro-organismes obtiennent des ressources énergétiques en convertissant les nutriments par un processus anaérobie. Cette réactionse produit sans accès à l'oxygène moléculaire et est également appelée glycolyse.
Une façon plus complexe de convertir les nutriments est la forme aérobie de l'oxydation biologique ou de la respiration tissulaire. Le manque d'oxygène empêche les cellules de s'oxyder pour produire de l'énergie et elles meurent.
Obtenir de l'énergie par un organisme vivant
En biologie, l'oxydation est un phénomène à plusieurs composants:
- La glycolyse est la phase initiale des organismes hétérotrophes, au cours de laquelle les monosaccharides sont clivés sans oxygène, et elle précède le début du processus de respiration cellulaire.
- Oxydation du pyruvate - conversion des acides pyruviques en acétylcoenzyme. Ces réactions ne sont possibles qu'avec la participation de complexes enzymatiques de pyruvate déshydrogénase.
- Le processus de décomposition des acides gras bêta est un phénomène réalisé parallèlement à l'oxydation du pyruvate, dont le but est la transformation de chaque acide gras en acétylcoenzyme. De plus, cette substance est fournie au cycle de l'acide tricarboxylique.
- Cycle de Krebs - la conversion de l'acétylcoenzyme en acides citriques et l'exposition ultérieure à une transformation ultérieure (phénomènes de déshydrogénation, de décarboxylation et de régénération).
- La phosphorylation oxydative est la dernière étape de la transformation au cours de laquelle un organisme eucaryote convertit l'adénosine diphosphate en acides adénosine triphosphoriques.
Il s'ensuit que l'oxydation est un processus impliquant:
- phénomèneélimination de l'hydrogène du substrat, qui subit une oxydation (déshydrogénation);
- phénomène de recul des électrons du substrat;
- phénomène d'addition d'une molécule d'oxygène à un substrat.
Réaction sur les métaux
L'oxydation d'un métal est une réaction au cours de laquelle, par l'interaction d'un élément du groupe des métaux et de l'O2, des oxydes (oxydes) se forment.
Au sens large, une réaction dans laquelle un atome perd un électron et crée divers composés, par exemple, des substances de chlorures, de sulfures, etc. À l'état naturel, le plus souvent les métaux ne peuvent être que dans un état complètement oxydé état (sous forme de minerai). C'est pour cette raison que le processus d'oxydation est présenté comme une réaction de réduction de divers composants du composé. Les substances pratiquement utilisées des métaux et de leurs alliages, lorsqu'elles interagissent avec l'environnement, s'oxydent progressivement - elles subissent une corrosion. Les processus d'oxydation des métaux se produisent en raison de facteurs thermodynamiques et cinétiques.
Valence et oxydation
L'état d'oxydation est la valence. Cependant, il existe une certaine différence entre eux. Le fait est que la valence de chem. L'élément homme détermine la capacité d'un atome à établir un certain nombre de liaisons chimiques avec d'autres types d'atomes. Cela est dû à la présence de différents types d'atomes, respectivement, différentes capacités à créer une relation. Cependant, la valence ne peut être que dans un composé covalent et est formée en raison de la création d'une paire d'électrons commune entre les atomes. Diplômel'oxydation, contrairement à la valence, est le degré de charge conditionnelle que possède un atome d'une substance. Il peut être positif "+", zéro "0" et négatif "-". En outre, l'état d'oxydation suggère que toutes les liaisons d'une substance sont ioniques.
Réaction sur l'eau
Il y a plus de deux milliards d'années, les organismes végétaux ont franchi l'une des étapes les plus importantes vers le début de l'évolution. Le processus de photosynthèse a commencé à prendre forme. Cependant, au départ, seules les substances réduites du type sulfure d'hydrogène ont été soumises à une photooxydation, qui étaient présentes sur terre dans des tailles extrêmement petites. L'oxydation de l'eau est un processus qui introduit une quantité importante d'oxygène moléculaire dans l'atmosphère. Cela a permis aux processus bioénergétiques de passer à un nouveau niveau aérobie. Le même phénomène a permis la formation d'un bouclier d'ozone qui protège la vie sur Terre.
