Окисление и восстановление

Окисление и восстановление — два процесса, происходящие при химических реакциях определенного типа. Окисляясь, вещество либо соединяется с кислородом, либо теряет водород, либо теряет электроны. Окисление происходит при горении древесины и газа, взрывах, сгорании топлива. Восстановление — обратный процесс. При восстановлении вещество утрачивает кислород или присоединяет водород либо электроны. Реакции окислении снабжают организм энергией. Горение – это реакция окисления; при этом выделяется тепло и свет.

Окисление

Первоначально термин «окисление» означал реакцию соединения вещества с кислородом, т.е. образование оксида. Ржавение и другие виды коррозии — это реакции окисленияНапример, железо при взаимодействии с водой и воздухом образует ржавчину, т.е. оксид железа. Ржавение и другие виды коррозии — это реакции окисления. Окисление — это также реакции, в ходе которых вещество теряет водород или электроны. Например, при взаимодействии магния и хлора образуется хлорид магния (МgСl2). Магний потерял два электрона (см. статью «Химические связи»), следовательно, окислился. При реакции магния с хлором магнии теряет два электрона — окисляется. Переход электронов создает ионную связь между атомами.

Дыхание растений и животных, способствующее пищеварению и выделению энергии, — это тоже реакция окисления. Фактически это медленное сгорание. Уравнение реакции таково: С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О. При дыхании животные усваивают кислород. В их клетках кислород окисляет глюкозу (С2Н12О6),  при этом выделяются энергия, вода и углекислый газ.

Сгорание

Сгорание, или горение, — это реакция окисления, при которой выделяется тепловая энергия. Сгорая, вещество соединяется с кислородом, образуя оксид. Во многих горючих материалах — древесине, газе, бензине — есть водород и углерод. При сгорании они образуют воду и углекислый газ. Когда сгорает вещество, содержащее водород и углерод, эти элементы соединяются с кислородом, образуя диоксид углерода (углекислый газ) и оксид водорода (воду). Поскольку в наши дни на Земле сгорает очень много топлива, содержание углекислого газа в атмосфере растет, что вызывает изменения климата. Бензин сгорает внутри двигателя, поэтому такой двигатель мы называем двигателем внутреннего сгорания.

Восстановление

Восстановление – процесс, при котором вещество теряет кислород, либо присоединяет водород или электроны. Восстановление – процесс, обратный окислению. Оба процесса происходят одновременно. При реакции оксида меди (соединения меди и кислорода) с углеродом углерод соединяется с кислородом оксида меди.  Углерод восстанавливает оксид меди до металлической меди, и при этом сам окисляется, образуя углекислый газ: 2CUO +C = CO2 + 2CU. Когда одно вещество (окислитель) теряет кислород, другое (восстановитель) присоединяет его. Такая реакция называется окислительно-восстановительной. Выплавка железа из руды в домен­ной печи — реакция восстановления. Железная руда — соединение железа и кислородаЖелезная руда — соединение железа и кислорода. В процессе выплавки восстановителем, отнимающим кислород у железа, является углерод.

Фотосинтез, т.е. процесс образования питательных веществ в растениях, — тоже реакция восстановления. При фо­тосинтезе растения синтезируют глюкозу (С6Н12О6) из углекислого газа и воды, используя энергию Солнца. Фотосин­тез — процесс, обратный дыханию. Уравнение фотосинтеза: 6СО2 + 6Н6О = С6Н12О6 + 6О2. В процессе фотосинтеза деревья и другие растения производят кислород. Часть кислорода используется для дыхания растений, а остаток уходит в атмосферу.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.