ออกซิเดชันคืออะไร?

โลกของเราประกอบด้วยการสร้างบล็อคที่เรียกว่าองค์ประกอบมากมาย องค์ประกอบเหล่านี้เมื่อรวมกันแล้วจะก่อตัวเป็นโมเลกุล โมเลกุลคือสิ่งที่ประกอบขึ้นเป็นสสารทั้งหมดที่อยู่รอบตัวเรา และทั้งหมดที่มีอยู่ในจักรวาลอันกว้างใหญ่ไพศาล อันตรกิริยาของวัสดุเหล่านี้ก่อให้เกิดปฏิกิริยาเคมีประเภทต่างๆ บางอย่างก็สร้างสรรค์ บางอย่างก็ทำลายล้าง แต่ทั้งหมดนั้นสร้างผลลัพธ์ที่เฉพาะเจาะจงและมักจะจำเป็น ปฏิกิริยาเคมีอย่างหนึ่งที่พบเห็นได้บ่อยมากเรียกว่าออกซิเดชัน

ออกซิเดชันคืออะไร?

ออกซิเดชันเป็นปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับการเลื่อนหรือการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจากสารหนึ่งไปยังอีกสารหนึ่ง เมื่อใดก็ตามที่วัสดุที่แตกต่างกันสองชนิดมาสัมผัสกัน พวกเขามักจะสร้างปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างกัน ซึ่งสามารถให้ผลลัพธ์ที่หลากหลาย ชุดค่าผสมบางอย่างทำให้เกิดปฏิกิริยาที่เรียกว่าออกซิเดชัน ในขั้นตอนนี้ วัสดุหนึ่งดึงอิเล็กตรอนจากอีกวัสดุหนึ่ง ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในลักษณะทางเคมีและกายภาพของวัสดุหลายอย่าง

รูปภาพ BlackJack3D / Getty

กระบวนการสองส่วน

ออกซิเดชันเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการสองส่วน อีกส่วนหนึ่งเรียกว่าการลดลง ระหว่างปฏิกิริยาเคมีที่เรียกว่า มีการสูญเสียอิเล็กตรอน ในส่วนของการรีดิวซ์ของการมีปฏิสัมพันธ์ จะมีการเพิ่มของอิเล็กตรอน เมื่อวัสดุทั้งสองเกี่ยวข้องกันโดยพื้นฐานแล้วพวกมันจะถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งทำให้เกิดทั้งออกซิเดชันและการลดลง

รูปภาพ Pobytov / Getty

เรียกมันว่ารีดอกซ์

ปฏิกิริยาทั้งสอง การเกิดออกซิเดชัน และการลดลง มักเรียกรวมกันว่า REDOX REDOX คือการรวมกันของคำย่อ RED ซึ่งย่อมาจาก Reduction และ OX ซึ่งย่อมาจาก oxidation คำว่า REDOX เตือนเราว่ามันเป็นกระบวนการสองส่วนเสมอ เป็นไปไม่ได้ที่วัสดุหนึ่งจะสูญเสียอิเล็กตรอนโดยที่วัสดุที่สองไม่ได้รับ สารทั้งสองมีการเปลี่ยนแปลง และเมื่อพิจารณาถึงความแตกต่างของสิ่งหนึ่ง คุณต้องพิจารณาการเปลี่ยนแปลงของอีกสารหนึ่งด้วย

monsitj / Getty Images

ทางลัดทางจิต

เนื่องจากการเกิดออกซิเดชันเป็นการเปลี่ยนแปลงหรือการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน บางครั้งจึงเป็นเรื่องยากที่จะจำได้ว่าส่วนใดของกระบวนการสูญเสียอิเล็กตรอนและส่วนใดได้รับอิเล็กตรอน มีทางลัดที่ออกแบบมาเพื่อช่วยให้เราจำได้ว่ากระบวนการใด เช่น OIL RIG OIL RIG ย่อมาจาก Oxidation Is Losing, Reduction Is Gaining. ทางลัดอีกอย่างคือ LEO สิงโตพูดว่า GER ในวลีนี้ LEO ย่อมาจาก Loss of Electrons is Oxidation และ GER ย่อมาจาก Gaining Electrons is Reduction

รูปภาพ DebbiSmirnoff / Getty

การเปลี่ยนแปลงที่มองเห็นได้

ในระหว่างกระบวนการออกซิเดชัน วัสดุที่เกี่ยวข้องจะมีการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ เอฟเฟกต์บางอย่างสามารถมองเห็นได้ บางอย่างไม่ได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อเหล็กถูกออกซิไดซ์ มันจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและทำให้เกิดสนิม สนิมยังคงเป็นสารเคมีที่เป็นธาตุเหล็กเหมือนเดิม แต่ไม่มีอิเล็กตรอนสำรองตามปกติ แต่ในขณะที่เหล็กสูญเสียอิเล็กตรอน ออกซิเจนก็รับอิเล็กตรอนในอีกครึ่งหนึ่งของกระบวนการที่เรียกว่าการรีดิวซ์ มันยังแตกต่างกัน แต่ก็ไม่ใช่การเปลี่ยนแปลงที่มองเห็นได้ คุณสามารถเห็นผลในเหล็ก แต่ไม่เห็นในออกซิเจน

รูปภาพ Yatso / Getty

ขีด จำกัด ของการเกิดออกซิเดชัน

องค์ประกอบบางอย่างไวต่อการเกิดออกซิเดชันมากกว่าองค์ประกอบอื่นๆ ถ้าธาตุหนึ่งสูญเสียอิเล็กตรอนได้ง่ายมาก ธาตุนั้นจะถูกอธิบายว่าถูกออกซิไดซ์ได้ง่าย โลหะหลายชนิด เช่น เหล็ก แมกนีเซียม และโซเดียม ถูกออกซิไดซ์ได้ง่าย วัสดุอื่นๆ ไม่ทิ้งอิเลคตรอนไปโดยง่าย และกล่าวกันว่าไม่เกิดออกซิไดซ์ได้ง่าย อโลหะ เช่น คลอรีน ออกซิเจน และไนโตรเจนไม่ปล่อยอิเลคตรอนออกได้ง่ายและถือว่าไม่ได้ออกซิไดซ์ได้ง่าย

รูปภาพ Emilija Randjelovic / Getty

ตัวอย่างของ Rust

ตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุดของการเกิดออกซิเดชันคือเมื่อเหล็กเกิดสนิม ธาตุเหล็กในรูปแบบปกติมีความแข็งแรงและแข็งมาก มันถูกใช้เป็นวัสดุก่อสร้างสำหรับสินค้านับล้านที่เราใช้ทุกวันและใช้งานได้หลากหลาย ทนทาน และใช้งานได้ยาวนาน เมื่อสัมผัสกับออกซิเจน ปฏิกิริยาเคมีที่เรียกว่าออกซิเดชันจะเกิดขึ้น และอิเล็กตรอนจะถูกย้ายจากเหล็กไปยังออกซิเจน เหล็กที่ไม่มีจำนวนอิเล็กตรอนที่ถูกต้องจะสูญเสียคุณลักษณะที่ดีที่สุดหลายประการ และเปราะบาง อ่อนแอและเป็นขุย ยังคงเป็นเหล็กในทางเทคนิค แต่เราเรียกมันว่าสนิม

รูปภาพ vav63 / Getty

ระยะออกซิเดชัน

การเกิดออกซิเดชันได้ชื่อมาจากความเชื่อเดิมว่าก๊าซออกซิเจนเช่นสิ่งที่เราพบในบรรยากาศของเราเป็นวัสดุเดียวที่ก่อให้เกิดปฏิกิริยา เนื่องจากปฏิกิริยาการเกิดสนิมของเหล็กเป็นเรื่องธรรมดามาก มันจึงเป็นตัวอย่างแรกของการเกิดออกซิเดชัน และในช่วงเวลาหนึ่งก็กลายเป็นพื้นฐานของความเข้าใจในกระบวนการนี้ ตั้งแต่นั้นมา มีการพิจารณาแล้วว่าวัสดุอื่นๆ มากมายสามารถทำให้องค์ประกอบอื่นๆ สูญเสียอิเล็กตรอนได้ นอกเหนือไปจากออกซิเจน ดังนั้นคำนี้จึงใช้กับกระบวนการนี้ไม่ว่าจะมีสารอะไรก็ตาม

นักเตะ / Getty Images

ออกซิเดชันและผลไม้

อีกตัวอย่างที่ดีของการเกิดออกซิเดชันคือเมื่อผลไม้เปลี่ยนเป็นสีน้ำตาล ด้านในของผลไม้มักจะเป็นสีอ่อนที่ดีต่อสุขภาพ ค่อนข้างแข็งและมีรสชาติที่ดี เมื่อผลไม้สัมผัสกับออกซิเจน วัสดุภายในจะเริ่มสูญเสียอิเล็กตรอนและลักษณะของวัสดุนั้นจะเปลี่ยนไป ลักษณะของมันจะเปลี่ยนสีเป็นสีน้ำตาลเข้ม สารจะนิ่มและนุ่มขึ้นมาก และมักจะสูญเสียรสชาติของผลไม้สดดั้งเดิมไป ผลลัพธ์ที่ได้คือตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบ และคล้ายกับผลกระทบที่เราเห็นเมื่อเหล็กเกิดสนิมและวัสดุมีการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ

รูปภาพ JensGade / Getty

ตัวอย่างเพิ่มเติมของการเกิดออกซิเดชัน

ตัวอย่างอื่นๆ ของการเกิดออกซิเดชันรวมถึงปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี หากเราวางลวดทองแดงในสารละลายที่มีไอออนเงิน เช่น โลหะทองแดงจะถูกออกซิไดซ์เมื่ออิเล็กตรอนถูกถ่ายโอนจากลวดไปเป็นไอออนเงิน นอกจากนี้ยังมีหน้าที่ทางชีวภาพที่ใช้กระบวนการออกซิเดชันเพื่อสังเคราะห์พลังงานและสร้างคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งถูกขับออกจากร่างกายมนุษย์ในแต่ละครั้ง การเกิดออกซิเดชันในรูปแบบต่างๆ และให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน เป็นส่วนสำคัญของกระบวนการของชีวิตที่อยู่รอบตัวเรา

MediaProduction / Getty Images