چاچ

اکسيداسيون

 اكسيدها

موادّي هستند كه از تركيب شيميايي اكسيژن با عنصرهاي ديگر پديد مي‌آيند. مثلاً، هنگام سوختن زغال ، كربن موجود در آن با اكسيژن هوا تركيب مي‌شود و به دو گونه اكسيد كربن تشكيل مي‌دهد:

يكي دي اكسيد كربن يا گازكربنيك (CO2) و ديگر مونوكسيدكربن (CO). سوختن معمولاً تركيب شدن سريع مادّه‌ي سوختني با اكسيژن است. تقريباً تمام عنصرها مي‌توانند با اكسيژن تركيب شوند و اكسيدهايي با خواص  متفاوت تشكيل دهند. اكسيد بسياري از عنصرهاي فلزي مواد جامدي هستند كه مي‌توانند با آب تركيب شوند و هيدروكسيد، كه عامل تشكيل دهنده‌ي بازهاست، به وجود بياورند. از تركيب اين اكسيدها با اسيدها ، نمك به دست مي‌ آيد. مثلاً، اكسيد كلسيم، كه آهك زنده نيز نام دارد، با آب تركيب مي‌شود و هيدروكسيد كلسيم [ Ca (OH)2 ]  توليد مي‌كند، كه آن را آهك كشته مي‌نامند.از تركيب اكسيد كلسيم با اسيد هيدروكلريك، نمك كلريدكلسيم به دست مي‌آيد . بيشتر اكسيدهاي عنصرهاي غير فلزي تركيبهايي فرّار هستند كه از تركيب آنها با آب اسيد حاصل مي‌شود. از تركيب اين اسيدها با بازها نمك به دست مي‌آيد . مثلاً، تري اكسيد گوگرد ( S O3) و دي اكسيد نيتروژن (NO2) با آب تركيب مي‌شوند و اسيدهاي سولفوريك و نيتريك تشكيل مي‌دهند از تركيب تري اكسيد گوگرد با هيدروكسيد سديم سود سوزآور ( Na OH )، نمك سولفات سديم به دست مي‌آيد. بعضي از اكسيدها مي‌توانند هم با اسيدها تركيب شوند و هم با بازها، و نمك توليد كنند. اين گونه اكسيدها را اكسيدهاي آمفوتر (بي تفاوت) مي‌نامند. اكسيدهاي روي، آلومينيوم، قلع از اين گونه‌اند.

اكسيدها هم در طبيعت و هم در صنعت توليد مي‌شوند، و آثار و كاربردهاي گوناگوني دارند. در بدن بيشتر جانداران، اكسيژن از راه دستگاه تنفس و گردش خون به سلولها مي‌رسد و در آنجا با موادّ جذب شده از غذا تركيب مي‌شود. حاصل اين تركيب آزاد شدن انرژي و گاز دي اكسيد كربن است كه اين گاز در هنگام بازدم از بدن خارج مي‌شود . زنگ زدن اشياي آهني نيز اكسيد شدن آهن در حضور رطوبت است. در زنگ آهن يكي از اكسيدهاي آهن وجود دارد كه اكسيد فريك يا اكسيد آهن I I I  (Fe2O3) ناميده مي‌شود.

اتومبيلها، كارخانه‌ها، و نيروگاههايي كه سوختهاي فسيلي، مانند بنزين و نفت و زغال سنگ مصرف مي‌كنند، منبع توليد اكسيدهايي از گوگرد و نيتروژن هستند كه سبب آلودگي هوا و محيط زيست مي‌شوند. اين اكسيدها ممكن است با بخار آب هوا تركيب شوند و اسيدهايي توليد كنند. برف و باراني را كه آلوده به اين اسيدها باشند باران اسيدي مي‌نامند. باران اسيدي سبب آلوده شدن آب، خاك و زمين مي‌شود و زندگي گياهان و جانوران را به خطر مي‌اندازد.

باران اسيدي سبب زنگ زدن پلهاي آهني و خوردگي مجسمه‌ها و اشياي فلزي ديگر نيز مي‌شود.

بسياري از كانيها نيز به صورت اكسيدهاي فلزي هستند. آهن، آلومينيم، قلع، و اورانيم از جمله فلزاتي هستند كه به صورت اكسيد در كانيها يافت مي‌شوند. اكسيد آلومينيم به صورت سنگهاي قيمتي، مثل ياقوت، نيز وجود دارد. ماسه، كه در ساختمانسازي، شيشه سازي، و ريخته‌گري مصرف مي‌شود يكي از اكسيدهاي طبيعي سيليسيم   (SiO2) است كه آن را سيليس نيز مي‌نامند. كوارتز و عقيق صورتهاي ديگري از اكسيد سيليسيم هستند. اكسيد تيتانيم (TiO2) ماده‌اي است كه در رنگسازي براي توليد زنگ روغني سفيد مصرف مي‌شود. منوكسيد نيتروژن (N2O) گازي بي‌بو و بي‌رنگ است كه به طور مصنوعي توليد مي‌شود و ازآن در پزشكي به عنوان ماده بيهوشي استفاده مي‌كنند.

 

اكسيداسيون

اكسيداسيون (Oxidation) يا اكسايش واكنشي شيميايي است كه در آن يك مادّه الكترون يا هيدروژن از دست مي‌دهد ، يا اكسيژن مي‌گيرد. اكسيداسيون همواره با واكنش ديگري به نام احيا يا كاهش همراه است كه در آن يك مادّه الكترون يا هيدروژن مي‌گيرد، يا اكسيژن از دست مي‌دهد. مجموع اين دو فرايند اكسيداسيون احيا (اكسايش-كاهش) مي‌نامند كه در آن اكسيژن، يا هيدروژن، يا الكترون از مادّه‌اي به مادّه‌ ديگر منتقل مي‌شود.

پيش از اين كه نقش الكترونها در واكنشهاي شيميايي شناخته شود، واژه‌هاي اكسيداسيون و احيا را براي واكنشهايي به كار مي‌برند كه در آنها انتقال اكسيژن و هيدروژن انجام مي‌شد. مثلاً فقط واكنشهايي مانند سوختن كربن،C+O2          CO2 ،يا زنگ زدن آهن با معادله‌ي ساده شده، 2Fe2 O3              4Fe + 3O2 ، اكسيداسيون ناميده مي‌شد، و فقط فرايندهايي مانند آزاد شدن مس از اكسيد مس،CuO+H2             Cu + H2O  ، احيا ناميده مي‌شد. امّا امروزه اكسيداسيون احيا مفهوم گسترده‌تري دارد و فرايندهاي شامل انتقال الكترون را نيز در بر مي‌گيرد. مثلاً تركيب شدن آهن با گوگرد نيز  يك فرايند اكسيداسيون  احياست، اگرچه اكسيژن در آن شركت ندارد. در اين واكنش اكسيداسيون، اتم آهن دو الكترون از دست مي‌دهد و به يون آهن (Fe 2+)تبديل مي‌شود. در واكنش احيا نيز اتم گوگرد الكترونهايي را كه آهن از دست داده است مي‌گيرد و به يون گوگرد (S2-) تبديل مي‌شود. سرانجام، يونهاي آهن با يونهاي گوگرد پيوند مي‌يابند و سولفيد آهن تشكيل مي‌دهند.تركيب شدن عنصر هايي مانند سديم، كربن، گوگرد، مس‌، با آهن با گاز كلر، مثال ديگري از اين گونه فرايندهاي اكسيداسيون احياست.

 موادّي كه در فرايند هاي اكسيداسيون احيا شركت مي‌كنند، تمايل متفاوتي به گرفتن يا از دست دادن الكترون، اكسيژن، يا هيدروژن دارند. موادي كه بيشتر تمايل دارند الكترون يا هيدروژن از دست بدهند يا اكسيژن بگيرند احياكننده ناميده مي‌شوند، و موادي كه بيشتر تمايل به‌ گرفتن الكترون يا هيدروژن و از دست دادن اكسيژن دارند اكسيدكننده ناميده مي‌شوند. گاز هيدروژن و فلزهاي سديم و آلومينيوم ازقويترين احياكننده‌ها، و ازون، فلوئور، كلرو پرمنگنات پتاسيم از قوّيترين

اكسيدكننده‌ها هستند. از جابه‌جايي الكترون در فرايندهاي اكسيداسيون احيا براي توليد الكتريسيته مستقيم در باتري استفاده مي‌كنند. در آبكاري الكتريكي نيز از اين فرايندها استفاده‌ مي‌شود.

 

منبع ومأخذ

كتاب فرهنگنامه‌ي كودكان ونوجوانان صفحات 180 و 181

   + پارسا هوشمند ; ۸:٤٢ ‎ب.ظ ; ۱۳۸٥/۱٢/۱٦
comment نظرات ()