इस लेख में हम ऑक्सीकरण की परिघटना पर विचार करेंगे। यह एक बहु-घटक अवधारणा है जो विज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों, जैसे जीव विज्ञान और रसायन विज्ञान में प्रकट होती है। हम इस प्रक्रिया की विविधता और इसके सार से भी परिचित होंगे।
परिचय
मूल और मूल दृष्टिकोण से, ऑक्सीकरण एक रासायनिक प्रकृति की एक प्रक्रिया है, जो उस पदार्थ के परमाणु ऑक्सीकरण की डिग्री में वृद्धि के साथ होती है जो इससे गुजरती है। यह घटना एक परमाणु (रिडक्टेंट और डोनर) से दूसरे (स्वीकर्ता और ऑक्सीकारक) में इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण के कारण होती है।
इस शब्दावली इकाई को 19वीं शताब्दी की शुरुआत में रसायन विज्ञान के प्रचलन में पेश किया गया था, और शिक्षाविद वी.एम. वायुमंडलीय हवा से ऑक्सीजन के साथ पदार्थों की बातचीत का संकेत देने वाला एक पदनाम बनाने के लिए सेवरगिन।
कुछ मामलों में, एक अणु का ऑक्सीकरण पदार्थ की संरचना में अस्थिरता के निर्माण के साथ होता है और इसके अणुओं में अधिक स्थिरता और छोटे आकार के साथ क्षय होता है। तथ्य यह है कि इस प्रक्रिया को पीसने के कई अलग-अलग स्तरों पर दोहराया जा सकता है। यानी बनने वाला छोटा कण भी हो सकता हैपरमाणु कणों की तुलना में उच्च स्तर का ऑक्सीकरण होता है जो एक ही पदार्थ में मूल थे, लेकिन बड़े और अधिक स्थिर थे।
रसायन विज्ञान में ऑक्सीकरण की न्यूनतम और उच्चतम डिग्री की अवधारणा है। यह हमें इस संपत्ति को प्रदर्शित करने की उनकी क्षमता के अनुसार परमाणुओं को वर्गीकृत करने की अनुमति देता है। उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था उस समूह की संख्या से मेल खाती है जिसमें तत्व स्थित है। सबसे कम डिग्री, एक नियम के रूप में, एक सम और एक विषम संख्या के पत्राचार द्वारा निर्धारित की जाती है: उच्चतम 8=निम्नतम 2, उच्चतम 7=निम्नतम 1.
दहन
दहन एक ऑक्सीकरण प्रक्रिया है। वायुमंडलीय हवा में (साथ ही शुद्ध ऑक्सीजन के वातावरण में) उन्हें दहन के रूप में ऑक्सीकृत किया जा सकता है। विभिन्न प्रकार के पदार्थ एक उदाहरण के रूप में काम कर सकते हैं: धातुओं और गैर-धातुओं, अकार्बनिक और कार्बनिक यौगिकों के पदार्थों के सबसे सरल तत्व। हालांकि, सबसे व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण दहनशील पदार्थ (ईंधन) है, जिनमें से तेल, गैसों, कोयले, पीट आदि के प्राकृतिक भंडार हैं। अक्सर वे ऑक्सीजन, सल्फर के एक छोटे अनुपात के साथ हाइड्रोकार्बन के जटिल मिश्रण से बनते हैं। नाइट्रोजन युक्त कार्बनिक यौगिक, साथ ही अन्य तत्वों के समावेशन का पता लगाते हैं।
जैविक ऑक्सीकरण
जीव विज्ञान में, ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं ऐसी प्रक्रियाएं हैं जो एक साथ प्रतिक्रिया में शामिल परमाणुओं के ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन के लिए अभिसरण करती हैं, और यह परस्पर क्रिया करने वाले घटकों के बीच इलेक्ट्रॉनिक वितरण के कारण होता है।
पहली धारणा यह है कि सभी जीवों में सबसे जटिल रसायन होता है। प्रतिक्रिया, अठारहवें में सामने रखी गई थीसदी। फ्रांसीसी रसायनज्ञ ए। लैवोसियर ने समस्या का अध्ययन किया। उन्होंने इस तथ्य की ओर ध्यान आकर्षित किया कि जीव विज्ञान में दहन और ऑक्सीकरण एक दूसरे के समान हैं।
वैज्ञानिकों ने ऑक्सीजन के उस पथ का अध्ययन किया है जो सांस लेने के कारण किसी जीव द्वारा अवशोषित किया गया था। उन्होंने बताया कि ये ऑक्सीकरण प्रक्रियाएं अलग-अलग दरों पर होने वाली समान प्रक्रियाएं हैं। उन्होंने अपघटन प्रक्रिया पर ध्यान आकर्षित किया, जो, जैसा कि यह निकला, एक कार्बनिक पदार्थ के साथ ऑक्सीजन अणु (ऑक्सीकरण एजेंट) की बातचीत की घटना पर आधारित है जिसमें कार्बन और / या हाइड्रोजन परमाणु शामिल हैं। अपघटन के परिणामस्वरूप, पदार्थ का पूर्ण परिवर्तन होता है।
प्रक्रिया के ऐसे क्षण थे जिन्हें वैज्ञानिक पूरी तरह से समझ नहीं पाए, जिनमें प्रश्न भी शामिल थे:
- शरीर के बाहर मौजूद होने के बावजूद, केवल उच्च तापमान पर, शरीर के कम तापमान की स्थितियों में ऑक्सीकरण किस कारण से किया जाता है।
- किस कारण से, ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं ऐसी घटनाएं हैं जो एक लौ की रिहाई के साथ नहीं होती हैं, साथ ही साथ जारी ऊर्जा की भारी रिहाई होती है।
- शरीर में पोषक तत्वों की श्रेणी का "जलन" कैसा होता है, यदि यह 80% (लगभग) तरल - पानी से बना है H2O.
जैविक ऑक्सीकरण के प्रकार
जिस वातावरण में ऑक्सीकरण होता है, उसकी परिस्थितियों के अनुसार इसे दो प्रकारों में बांटा गया है। अधिकांश कवक और सूक्ष्म जीव अवायवीय प्रक्रिया के माध्यम से पोषक तत्वों को परिवर्तित करके ऊर्जा संसाधन प्राप्त करते हैं। यह प्रतिक्रियाआणविक ऑक्सीजन तक पहुंच के बिना होता है, और इसे ग्लाइकोलाइसिस भी कहा जाता है।
पोषक तत्वों को परिवर्तित करने का एक अधिक जटिल तरीका जैविक ऑक्सीकरण या ऊतक श्वसन का एरोबिक रूप है। ऑक्सीजन की कमी के कारण कोशिकाएं ऊर्जा के लिए ऑक्सीकरण करने में विफल हो जाती हैं और वे मर जाती हैं।
जीवों द्वारा ऊर्जा प्राप्त करना
जीव विज्ञान में, ऑक्सीकरण एक बहुघटक घटना है:
- ग्लाइकोलिसिस विषमपोषी जीवों का प्रारंभिक चरण है, जिसके दौरान मोनोसेकेराइड ऑक्सीजन के बिना विखंडित हो जाते हैं, और यह सेलुलर श्वसन की प्रक्रिया की शुरुआत से पहले होता है।
- पाइरूवेट ऑक्सीकरण - पाइरुविक एसिड का एसिटाइलकोएंजाइम में रूपांतरण। ये प्रतिक्रियाएं पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज एंजाइम कॉम्प्लेक्स की भागीदारी से ही संभव हैं।
- बीटा-फैटी एसिड के अपघटन की प्रक्रिया पाइरूवेट के ऑक्सीकरण के समानांतर की जाने वाली एक घटना है, जिसका उद्देश्य प्रत्येक फैटी एसिड का एसिटाइलकोएंजाइम में प्रसंस्करण है। इसके अलावा, इस पदार्थ को ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र में आपूर्ति की जाती है।
- क्रेब्स चक्र - एसिटाइलकोएंजाइम का साइट्रिक एसिड में रूपांतरण और बाद के परिवर्तन (डिहाइड्रोजनीकरण, डीकार्बोक्सिलेशन और पुनर्जनन की घटना) के आगे जोखिम।
- ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण परिवर्तन का अंतिम चरण है जिसमें एक यूकेरियोटिक जीव एडेनोसिन डाइफॉस्फेट को एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड में परिवर्तित करता है।
यह इस प्रकार है कि ऑक्सीकरण एक प्रक्रिया है जिसमें शामिल हैं:
- घटनासब्सट्रेट से हाइड्रोजन को हटाना, जो ऑक्सीकरण (डीहाइड्रोजनीकरण) से गुजरता है;
- सब्सट्रेट इलेक्ट्रॉन रीकॉइल घटना;
- एक सब्सट्रेट में ऑक्सीजन अणु के जुड़ने की घटना।
धातुओं पर प्रतिक्रिया
एक धातु का ऑक्सीकरण एक प्रतिक्रिया है जिसके दौरान, धातुओं के समूह से एक तत्व की बातचीत के माध्यम से और O2, ऑक्साइड (ऑक्साइड) बनते हैं।
एक व्यापक अर्थ में, एक प्रतिक्रिया जिसमें एक परमाणु एक इलेक्ट्रॉन खो देता है और विभिन्न यौगिकों का निर्माण करता है, उदाहरण के लिए, क्लोराइड, सल्फाइड आदि के पदार्थ। प्राकृतिक अवस्था में, अक्सर धातु केवल पूरी तरह से ऑक्सीकृत हो सकती है राज्य (अयस्क के रूप में)। यही कारण है कि ऑक्सीकरण प्रक्रिया को यौगिक के विभिन्न घटकों की कमी प्रतिक्रिया के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। धातुओं और उनके मिश्र धातुओं के व्यावहारिक रूप से उपयोग किए जाने वाले पदार्थ, पर्यावरण के साथ बातचीत करते समय, धीरे-धीरे ऑक्सीकरण करते हैं - वे जंग से गुजरते हैं। धातु ऑक्सीकरण प्रक्रियाएं थर्मोडायनामिक और गतिज कारकों के कारण होती हैं।
वैलेंस और ऑक्सीकरण
ऑक्सीकरण अवस्था संयोजकता है। हालाँकि, उनमें कुछ अंतर है। तथ्य यह है कि रसायन की वैधता। तत्व मनुष्य अन्य प्रकार के परमाणुओं के साथ एक निश्चित संख्या में रासायनिक बंधन स्थापित करने के लिए एक परमाणु की क्षमता को निर्धारित करता है। यह विभिन्न प्रकार के परमाणुओं की उपस्थिति के कारण क्रमशः संबंध बनाने की अलग-अलग क्षमता है। हालाँकि, संयोजकता केवल एक सहसंयोजक यौगिक में हो सकती है और परमाणुओं के बीच एक सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़ी के निर्माण के कारण बनती है। डिग्रीऑक्सीकरण, संयोजकता के विपरीत, किसी पदार्थ के परमाणु के पास होने वाले सशर्त आवेश की डिग्री है। यह सकारात्मक "+", शून्य "0" और नकारात्मक "-" हो सकता है। साथ ही, ऑक्सीकरण अवस्था से पता चलता है कि किसी पदार्थ के सभी बंध आयनिक होते हैं।
पानी पर प्रतिक्रिया
दो अरब से अधिक वर्ष पहले, पौधों के जीवों ने विकास की शुरुआत की दिशा में सबसे महत्वपूर्ण कदम उठाए। प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया आकार लेने लगी। हालाँकि, शुरू में केवल हाइड्रोजन सल्फाइड प्रकार के कम किए गए पदार्थों को फोटोऑक्सीडेशन के अधीन किया गया था, जो पृथ्वी पर बहुत छोटे आकार में मौजूद थे। जल ऑक्सीकरण एक ऐसी प्रक्रिया है जिसने वातावरण में महत्वपूर्ण मात्रा में आणविक ऑक्सीजन का परिचय दिया। इसने बायोएनेरजेनिक प्रक्रियाओं को एक नए एरोबिक स्तर पर ले जाने की अनुमति दी। इसी घटना ने पृथ्वी पर जीवन की रक्षा करने वाली ओजोन ढाल के निर्माण की अनुमति दी।
