Oksidigo

Oksidigo (aŭ oksidiĝo depende de la vidpunkto (Kemia kaj Scienc-teknika vortaro donas ambaŭ difinojn), oksidigo, elektrontransdono) estas kemia reakcio. Dum tiu procezo la oksidiginda materialo (elektrondonanto) (kemiaĵo) transdonas elektrono(j)n al la oksidiganto (oksigidenzo, elektronakceptanto). Tiu lasta estas per la elektronakcepto reduktita (redukto). Do tiel per la oksidigo estas ĉiam kunligita ankaŭ al unu redukta reakcio. Ambaŭ reakcioj estas konsideritaj kiel partoreakcioj de redoksa reakcio.

$\mathrm {A\rightarrow A^{+}+e^{-}}$

oksidigo: materialo A transdonas unu elektronon.

$\mathrm {B+e^{-}\rightarrow B^{-}}$

redukto: la elektronon akceptas materialo B.

$\mathrm {A+B\rightarrow A^{+}+B^{-}}$

redoksa reakcio: materialo A transdonas elektronon je materialo B.

La oksidigo signifas ne la neeviteblan transdonon de elektrono kaj tiel la joniĝon de la tuŝita materialo.

Historio

La nocio oksidigo estis esprimita de Antoine Lavoisier (1743-1794), kiu per tio volis priskribi la unuiĝon de elementoj kaj kemiajn ligojn kun la elemento oksigeno (Oxygenium), tiel la estiĝon de oksidoj. Pli poste la nocio akiris pli larĝan sencon, kaj aludis ĉiun reakcion, ĉe kiuj hidrogen-atomoj estis alligitaj (malhidrogenigo). Surbaze de la jonteorio kaj de la atommodelo de Bohr, oni povis finfine ĝeneraligi kaj akcepti la oksidigon laŭ elektronteoriaj vidpunktoj. La karakterizaĵo de la procezo estas la elektrontransdono de kemia materialo.

Oksidigo per oksigeno

En la originala senco, oksidigo signifis la kemian reakcion de materialo kun oksigeno (igas ĝin oksigena).

Ekz. reagas metalatomo kun oksigen-atomo, oni povas skizi la procezon:

$\mathrm {M\rightarrow M^{2+}+2e^{-}}$

oksidigo: la metalo M transdonas du eletronojn.

$\mathrm {O+2e^{-}\rightarrow O^{2-}}$

redukto: oksigeno (O) akceptas du elektronojn.

$\mathrm {M+O\rightarrow M^{2+}+O^{2-}}$

redoksa reakcio: oksigeno oksidigas la metalon (kiu mem oksidiĝas) kaj mem reduktiĝas.

Oksigeno strebas ĉikaze per akcepto de la du elektronoj por konstrui stabilan valentan elektronŝelon kun tute 8 elektronoj (okopa regulo). La metalo povas atingi per transdono de la elektronoj pli stabilan elektronkonfiguron je pli malaltnivela elektronŝelo.

Efektive oksigeno estas molekulo kun du atomoj do kie la priskribo ĉi supre mencias atomojn de oksigeno, vi devas imagi la molekulon jam finditan, kaj ĉar tio kostas energion la energia elmeto de la reago estas malpli alta ol ŝajnus ekde nur la kombinaĵo de la atomoj.

Ekzemploj

La klasika ekzemplo pri la oksidigo estas la brulado de karbonentenaj materialoj per oksigeno: estiĝas karbona duoksido (CO₂), kazo de fajro.
La nutraĵo oksidiĝas en la korpo, en multaj biokemiaj reakcioj karbondioksido kaj (CO₂) akvo. La organikaĵoj povas ne nur in vivo (spirado), sed ankaŭ in vitro reagi kun oksigeno: per oksidigo de primara alkoholo (alkanolo) estiĝas aldehido (alkanalo^[1]), ĉe ankoraŭfoja oksidigo karbonacido (alkanacido). Ĉe fortega oksidigo la aldehida fazo povas esti transsaltanta. Okaze de oksidigo de sekundara alkoholo, estiĝas ketono (alkanono). Terciaraj alkoholoj ne estas oksidigeblaj pro la ekzistanta 3 C-ligoj.
Fero rustas (korodas) sub influo de oksigeno kaj estiĝas diversaj feroksidoj (rusto: Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO).
Ĉe la reakcio de hidrogeno kun oksigeno (krakgaso) estiĝas hidrogenoksido, pli bone konata kiel akvo (H₂O).

Oksidigo sen oksigeno

La nocio de oksidigo estis plilarĝita je reakcioj, kiuj okazas la sama kemia principo, ankaŭ se ne partoprenas la reakcion oksigeno. En pli larĝa senco, oksidigo signifas transdonon de elektronoj. Ekzemple en la reakcio de natrio kaj kloro al kuirsalo, la natria atomo transdonas unu elektronon al la klora atomo, tiel la natrio oksidiĝas (estas oksidigita) kaj la kloro reduktiĝas.

Na → Na⁺ + e⁻

Cl + e⁻ → Cl⁻

Na + Cl → Na⁺ + Cl⁻

Ĉar la kloro la reakcion alpaŝas ne kiel molekulo, pli precize

2 Na + Cl₂ → 2 Na⁺ + 2 Cl⁻ → 2 NaCl

Oksidiga numero

Ĉe la oksidigo kreskas la oksidiga numero (Na⁰ → Na^+I).

Oksidado en la Biologio

Oni difinas en la biologio la oksidigon kiel "Transdonon de hidrogeno". Ĉe multaj biokemiaj procezoj en la ĉelo, ekz. ĉe glikolizo, la organikaj ligoj de la hidrogenatomoj "ŝiriĝas" per certaj koenzimoj (NAD, NADP, FAD)