Bu yazıda oksidləşmə hadisəsini nəzərdən keçirəcəyik. Bu, biologiya və kimya kimi elmin müxtəlif sahələrində ortaya çıxan çoxkomponentli anlayışdır. Bu prosesin müxtəlifliyi və mahiyyəti ilə də tanış olacağıq.
Giriş
Əsas və orijinal nöqteyi-nəzərdən oksidləşmə kimyəvi xarakterli bir prosesdir və ona məruz qalan maddənin atomik oksidləşmə dərəcəsinin artması ilə müşayiət olunur. Bu hadisə elektronların bir atomdan (reduktant və donor) ikinciyə (akseptor və oksidləşdirici) keçməsi nəticəsində baş verir.
Bu terminoloji vahid 19-cu əsrin əvvəllərində kimya elminin dövriyyəsinə daxil edilmiş və akademik V. M. Severgin maddələrin atmosfer havasından oksigenlə qarşılıqlı təsirini göstərən təyinat yaratmaq üçün.
Bəzi hallarda molekulun oksidləşməsi maddənin strukturunda qeyri-sabitliyin yaranması ilə müşayiət olunur və onun daha böyük sabitliyə və kiçik ölçülərə malik molekullara parçalanmasına gətirib çıxarır. Fakt budur ki, bu proses bir neçə müxtəlif üyüdmə səviyyələrində təkrarlana bilər. Yəni əmələ gələn daha kiçik hissəcik də ola biləreyni maddədə orijinal olan atom hissəciklərindən daha yüksək oksidləşmə dərəcəsinə malikdir, lakin daha böyük və daha sabitdir.
Kimyada oksidləşmənin ən aşağı və ən yüksək dərəcəsi anlayışı var. Bu, atomları bu xüsusiyyəti nümayiş etdirmək qabiliyyətinə görə təsnif etməyə imkan verir. Ən yüksək oksidləşmə vəziyyəti elementin yerləşdiyi qrupun sayına uyğundur. Ən aşağı dərəcə, bir qayda olaraq, cüt və tək ədədin uyğunluğu ilə müəyyən edilir: ən yüksək 8=ən aşağı 2, ən yüksək 7=ən aşağı 1.
Yanma
Yanma oksidləşmə prosesidir. Atmosfer havasında (eləcə də təmiz oksigen mühitində) onlar yanma şəklində oksidləşə bilər. Müxtəlif maddələr misal ola bilər: metalların və qeyri-metalların maddələrinin ən sadə elementləri, qeyri-üzvi və üzvi birləşmələr. Bununla belə, ən praktiki əhəmiyyət kəsb edən yanan maddədir (yanacaq), bunlar arasında neft, qazlar, kömür, torf və s. təbii ehtiyatları var. Çox vaxt onlar kiçik bir nisbətdə oksigen, kükürd, azot tərkibli üzvi birləşmələr, həmçinin digər elementlərin iz daxilolmaları.
Bioloji oksidləşmə
Biologiyada oksidləşmə reaksiyaları birlikdə reaksiyada iştirak edən atomların oksidləşmə vəziyyətində dəyişikliyə yaxınlaşan proseslərdir və bu, qarşılıqlı təsir edən komponentlər arasında elektron paylanma nəticəsində baş verir.
Birinci fərziyyə bütün canlı orqanizmlərdə ən mürəkkəb kimyadır. reaksiya, on səkkizində irəli sürüldüəsr. Problemi fransız kimyaçısı A. Lavuazye tədqiq etmişdir. O, biologiyada yanma və oksidləşmənin gedişatının bir-birinə bənzədiyinə diqqət çəkdi.
Alimlər canlının nəfəs alması səbəbindən udduğu oksigenin keçdiyi yolu tədqiq ediblər. Onlar bildirdilər ki, bu oksidləşmə prosesləri müxtəlif sürətlərdə baş verən oxşar proseslərdir. O, oksigen molekulunun (oksidləşdirici maddənin) tərkibində karbon və/yaxud hidrogen atomlarını ehtiva edən üzvi maddə ilə qarşılıqlı təsiri fenomeninə əsaslanan parçalanma prosesinə diqqət çəkdi. Parçalanma nəticəsində maddənin mütləq çevrilməsi baş verir.
Prosesin elm adamlarının tam dərk edə bilmədiyi məqamları olub, o cümlədən suallar:
- Oksidləşmə hansı səbəbdən bədəndən kənarda olmasına baxmayaraq, aşağı bədən istiliyi şəraitində, yalnız yüksək temperaturda həyata keçirilir.
- Hansı səbəbdən oksidləşmə reaksiyaları alovun buraxılması ilə müşayiət olunmayan hadisələrdir, eləcə də ayrılan böyük enerji buraxılışlarıdır.
- 80% (təxminən) maye - su H2O. 80% (təxminən) təşkil edirsə, orqanizmdə maddələrin qida diapazonunun "yanması" necə olur.
Bioloji oksidləşmə növləri
Oksidləşmənin baş verdiyi mühit şəraitinə görə iki növə bölünür. Əksər göbələklər və mikroorqanizmlər anaerob proses vasitəsilə qida maddələrini çevirərək enerji ehtiyatlarını əldə edirlər. Bu reaksiyamolekulyar oksigen əldə etmədən baş verir və buna qlikoliz də deyilir.
Qida maddələrini çevirməyin daha mürəkkəb yolu bioloji oksidləşmənin və ya toxuma tənəffüsünün aerob formasıdır. Oksigen çatışmazlığı hüceyrələrin enerji üçün oksidləşə bilməməsinə səbəb olur və onlar ölür.
Canlı orqanizm tərəfindən enerji alınması
Biologiyada oksidləşmə çoxkomponentli hadisədir:
- Qlikoliz heterotrof orqanizmlərin ilkin mərhələsidir, bu müddət ərzində monosaxaridlər oksigensiz parçalanır və hüceyrə tənəffüsü prosesinin başlamasından əvvəl olur.
- Piruvat oksidləşməsi - piruvik turşuların asetilkofermentə çevrilməsi. Bu reaksiyalar yalnız piruvatdehidrogenaz ferment komplekslərinin iştirakı ilə mümkündür.
- Beta-yağ turşularının parçalanması prosesi piruvatın oksidləşməsi ilə paralel həyata keçirilən bir hadisədir, məqsədi hər bir yağ turşusunun asetilkofermentə çevrilməsidir. Bundan əlavə, bu maddə trikarboksilik turşu dövrünə verilir.
- Krebs dövrü - asetilkoenzimin limon turşularına çevrilməsi və sonrakı transformasiyaya məruz qalması (dehidrogenləşmə, dekarboksilləşmə və regenerasiya hadisələri).
- Oksidativ fosforlaşma eukaryotik orqanizmin adenozin difosfatı adenozin trifosfor turşularına çevirdiyi transformasiyanın son mərhələsidir.
Bundan belə çıxır ki, oksidləşmə aşağıdakıları əhatə edən bir prosesdir:
- fenomenoksidləşməyə məruz qalan hidrogenin substratdan çıxarılması (dehidrogenləşmə);
- substrat elektronunun geri çəkilməsi fenomeni;
- oksigen molekulunun substrata əlavə edilməsi fenomeni.
Metallar üzərində reaksiya
Metalın oksidləşməsi reaksiyadır ki, bu zaman metallar qrupundan olan elementin O2 ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində oksidlər (oksidlər) əmələ gəlir.
Geniş mənada, atomun elektron itirdiyi və müxtəlif birləşmələr yaratdığı reaksiya, məsələn, xloridlərin, sulfidlərin və s. maddələrin. Təbii vəziyyətdə, çox vaxt metallar yalnız tam oksidləşmiş vəziyyətdə ola bilər. dövlət (filiz şəklində). Məhz bu səbəbdən oksidləşmə prosesi birləşmənin müxtəlif komponentlərinin reduksiya reaksiyası kimi təqdim olunur. Metalların və onların ərintilərinin praktiki olaraq istifadə olunan maddələri, ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, tədricən oksidləşirlər - korroziyaya məruz qalırlar. Metal oksidləşmə prosesləri termodinamik və kinetik amillər hesabına baş verir.
Valentlik və oksidləşmə
Oksidləşmə vəziyyəti valentlikdir. Bununla belə, onların arasında müəyyən fərq var. Fakt budur ki, kimyanın valentliyi. insan elementi bir atomun digər növ atomlarla müəyyən sayda kimyəvi əlaqə qurmaq qabiliyyətini təyin edir. Bu, müxtəlif növ atomların olması ilə əlaqədardır, müvafiq olaraq, əlaqə yaratmaq üçün müxtəlif qabiliyyətlər. Bununla belə, valentlik yalnız kovalent birləşmədə ola bilər və atomlar arasında ümumi elektron cütünün yaradılması hesabına əmələ gəlir. Dərəcəoksidləşmə, valentlikdən fərqli olaraq, maddənin atomunun malik olduğu şərti yük dərəcəsidir. Müsbət "+", sıfır "0" və mənfi "-" ola bilər. Həmçinin, oksidləşmə vəziyyəti maddədəki bütün bağların ion olduğunu göstərir.
Su üzərində reaksiya
İki milyard ildən çox əvvəl bitki orqanizmləri təkamülün başlanğıcına doğru ən mühüm addımlardan birini atdılar. Fotosintez prosesi formalaşmağa başladı. Bununla birlikdə, əvvəlcə yalnız hidrogen sulfid tipli azaldılmış maddələr yer üzündə çox kiçik ölçülərdə mövcud olan fotooksidləşməyə məruz qaldı. Suyun oksidləşməsi atmosferə əhəmiyyətli miqdarda molekulyar oksigen daxil edən bir prosesdir. Bu, bioenergetik proseslərin yeni aerob səviyyəyə keçməsinə imkan verdi. Eyni hadisə Yerdəki həyatı qoruyan ozon qalxanının yaranmasına imkan verdi.
