Ushbu maqolada biz oksidlanish hodisasini ko'rib chiqamiz. Bu biologiya va kimyo kabi fanning turli sohalarida paydo bo'ladigan ko'p komponentli tushunchadir. Bu jarayonning xilma-xilligi va mohiyati bilan ham tanishamiz.
Kirish
Asosiy va asl nuqtai nazardan, oksidlanish kimyoviy xususiyatga ega bo'lgan jarayon bo'lib, u o'tadigan moddaning atomik oksidlanish darajasining oshishi bilan birga keladi. Bu hodisa elektronlarning bir atomdan (qaytaruvchi va donor) ikkinchisiga (akseptor va oksidlovchi) o'tishi tufayli yuzaga keladi.
Bu terminologik birlik 19-asr boshlarida kimyo muomalasiga kiritilgan va akademik V. M. Severgin atmosfera havosidagi kislorod bilan moddalarning o'zaro ta'sirini ko'rsatuvchi belgi yaratish uchun.
Ba'zi hollarda molekulaning oksidlanishi moddaning tuzilishida beqarorlikning paydo bo'lishi bilan birga keladi va uning katta barqarorlik va kichik o'lchamdagi molekulalarga parchalanishiga olib keladi. Gap shundaki, bu jarayon bir necha xil silliqlash darajalarida takrorlanishi mumkin. Ya'ni, hosil bo'lgan kichikroq zarracha ham mumkinbir xil moddadagi asl atom zarralariga qaraganda yuqori oksidlanish darajasiga ega, lekin kattaroq va barqarorroq.
Kimyoda eng past va eng yuqori oksidlanish darajasi tushunchasi mavjud. Bu bizga atomlarni ushbu xususiyatni ko'rsatish qobiliyatiga qarab tasniflash imkonini beradi. Eng yuqori oksidlanish darajasi element joylashgan guruh soniga to'g'ri keladi. Eng past daraja, qoida tariqasida, juft va toq sonlarning mos kelishi bilan aniqlanadi: eng yuqori 8=eng past 2, eng yuqori 7=eng past 1.
Yonish
Yonish oksidlanish jarayonidir. Atmosfera havosida (shuningdek, sof kislorodli muhitda) ular yonish shaklida oksidlanishi mumkin. Turli xil moddalar misol bo'la oladi: metallar va metall bo'lmagan moddalarning eng oddiy elementlari, noorganik va organik birikmalar. Shu bilan birga, eng amaliy ahamiyatga ega bo'lgan yonuvchi modda (yoqilg'i) bo'lib, ular orasida neft, gazlar, ko'mir, torf va boshqalarning tabiiy zaxiralari mavjud. Ko'pincha ular kislorod, oltingugurt, kichik ulushli uglevodorodlarning murakkab aralashmasidan hosil bo'ladi. azot o'z ichiga olgan organik birikmalar, shuningdek, boshqa elementlarning iz qo'shilishi.
Biologik oksidlanish
Biologiyada oksidlanish reaksiyalari birgalikda reaksiyada ishtirok etuvchi atomlarning oksidlanish darajasining oʻzgarishiga yaqinlashadigan jarayonlardir va bu oʻzaro taʼsir qiluvchi komponentlar orasidagi elektron taqsimot tufayli sodir boʻladi.
Birinchi taxmin shuki, barcha tirik organizmlarda eng murakkab kimyo bor. reaktsiya, o'n sakkizinchi yilda ilgari surilganasr. Muammoni fransuz kimyogari A. Lavuazye o‘rgangan. U biologiyada yonish va oksidlanish jarayoni bir-biriga o'xshashligiga e'tibor qaratdi.
Olimlar nafas olish tufayli tirik mavjudot tomonidan so'rilgan kislorod yo'lini o'rganishdi. Ularning ma'lum qilishicha, bu oksidlanish jarayonlari turli tezliklarda sodir bo'ladigan o'xshash jarayonlardir. U e'tiborni parchalanish jarayoniga qaratdi, u ma'lum bo'lishicha, kislorod molekulasining (oksidlovchi agent) uglerod va / yoki vodorod atomlarini o'z ichiga olgan organik modda bilan o'zaro ta'siri fenomeniga asoslangan. Parchalanish natijasida moddaning absolyut o'zgarishi sodir bo'ladi.
Olimlar toʻliq tushuna olmagan jarayonning lahzalari bor edi, jumladan savollar:
- Oksidlanish nima sababdan past tana harorati sharoitida, tanadan tashqarida boʻlishiga qaramay, faqat yuqori haroratda amalga oshiriladi.
- Nima sababdan oksidlanish reaksiyalari olovning chiqishi bilan birga boʻlmagan, shuningdek, ajralib chiqadigan energiyaning katta miqdorda chiqishi bilan kechmaydigan hodisalardir.
- Organizmda 80% (taxminan) suyuqlik - suv H2O dan iborat bo'lsa, organizmdagi moddalarning ozuqaviy diapazonining "yonishi" qanday bo'ladi.
Biologik oksidlanish turlari
Oksidlanish sodir bo`ladigan muhit sharoitiga ko`ra u ikki turga bo`linadi. Aksariyat zamburug'lar va mikroorganizmlar anaerob jarayon orqali ozuqa moddalarini aylantirish orqali energiya manbalarini oladi. Bu reaktsiyamolekulyar kislorodsiz sodir bo'ladi va glikoliz deb ham ataladi.
Oziq moddalarni aylantirishning yanada murakkab usuli bu biologik oksidlanishning aerob shakli yoki to'qimalarning nafas olishidir. Kislorod etishmasligi hujayralarning energiya olish uchun oksidlanishiga olib keladi va ular o'ladi.
Tirik organizm tomonidan energiya olish
Biologiyada oksidlanish ko'p komponentli hodisadir:
- Glikoliz geterotrof organizmlarning boshlang'ich bosqichi bo'lib, bu davrda monosaxaridlar kislorodsiz parchalanadi va hujayra nafas olish jarayoni boshlanishidan oldin sodir bo'ladi.
- Piruvat oksidlanishi - piruvik kislotalarning atsetilkoenzimga aylanishi. Bu reaksiyalar faqat piruvatdehidrogenaza fermenti komplekslari ishtirokidagina mumkin.
- Beta-yog' kislotalarining parchalanish jarayoni piruvatning oksidlanishi bilan parallel ravishda amalga oshiriladigan hodisa bo'lib, uning maqsadi har bir yog' kislotasini atsetilkoenzimga qayta ishlashdir. Bundan tashqari, bu modda trikarboksilik kislota aylanishiga ta'minlanadi.
- Krebs sikli - atsetilkoenzimning limon kislotalariga aylanishi va keyingi transformatsiyaga (degidrogenlanish, dekarboksillanish va regeneratsiya hodisalari) ta'sir etishi.
- Oksidativ fosforillanish eukaryotik organizmning adenozin difosfatni adenozin trifosforik kislotalarga aylantirish jarayonining oxirgi bosqichidir.
Bundan kelib chiqadiki, oksidlanish quyidagi jarayonni o'z ichiga oladi:
- fenomenvodorodni substratdan oksidlanishga (degidrogenatsiyaga) duchor bo'lish;
- substrat elektronining orqaga qaytishi hodisasi;
- kislorod molekulasining substratga qoʻshilish hodisasi.
Metallar bilan reaksiya
Metalning oksidlanishi - bu metallar guruhiga kiruvchi element va O2 oʻzaro taʼsirida oksidlar (oksidlar) hosil boʻladigan reaksiya.
Keng ma'noda, atom elektronni yo'qotib, turli birikmalar hosil qiladigan reaktsiya, masalan, xloridlar, sulfidlar va boshqalar moddalari. Tabiiy holatda, ko'pincha metallar faqat to'liq oksidlangan holda bo'lishi mumkin. davlat (ruda shaklida). Aynan shuning uchun oksidlanish jarayoni birikmaning turli tarkibiy qismlarining qaytarilish reaktsiyasi sifatida taqdim etiladi. Amalda ishlatiladigan metallar va ularning qotishmalari atrof-muhit bilan o'zaro ta'sirlashganda, asta-sekin oksidlanadi - ular korroziyaga uchraydi. Metall oksidlanish jarayonlari termodinamik va kinetik omillar tufayli yuzaga keladi.
Valentlik va oksidlanish
Oksidlanish darajasi valentlikdir. Biroq, ular orasida biroz farq bor. Gap shundaki, kimyoning valentligi. inson elementi atomning boshqa turdagi atomlar bilan ma'lum miqdordagi kimyoviy aloqalarni o'rnatish qobiliyatini belgilaydi. Bu har xil turdagi atomlarning mavjudligi, mos ravishda munosabatlarni yaratish qobiliyati bilan bog'liq. Biroq, valentlik faqat kovalent birikmada bo'lishi mumkin va atomlar o'rtasida umumiy elektron juftligini yaratish tufayli hosil bo'ladi. Darajaoksidlanish, valentlikdan farqli o'laroq, moddaning atomi ega bo'lgan shartli zaryad darajasi. Bu ijobiy "+", nol "0" va salbiy "-" bo'lishi mumkin. Shuningdek, oksidlanish darajasi moddadagi barcha bog'lanishlarning ion ekanligini ko'rsatadi.
Suv ustidagi reaksiya
Ikki milliard yildan ko'proq vaqt oldin o'simlik organizmlari evolyutsiya boshlanishiga qaratilgan eng muhim qadamlardan birini qo'ydi. Fotosintez jarayoni shakllana boshladi. Biroq, dastlab faqat vodorod sulfidi turidagi qaytarilgan moddalar fotooksidlanishga duchor bo'lgan, ular er yuzida juda kichik o'lchamlarda mavjud edi. Suvning oksidlanishi atmosferaga katta miqdordagi molekulyar kislorodni kiritadigan jarayondir. Bu bioenergetik jarayonlarning yangi aerobik darajaga o'tishiga imkon berdi. Xuddi shu hodisa Yerdagi hayotni himoya qiluvchi ozon qalqoni shakllanishiga imkon berdi.
