Che cos'è l'ossidazione?
Una mela appena tagliata diventa marrone, un parafango della bicicletta diventa arrugginito e un penny di rame diventa improvvisamente verde. Cosa hanno in comune tutti questi eventi? Sono tutti esempi di un processo chiamato ossidazione.
L'ossidazione è definita come l'interazione tra le molecole di ossigeno e tutte le diverse sostanze che possono contattare, dal metallo al tessuto vivente. Tecnicamente, tuttavia, con la scoperta degli elettroni, l'ossidazione è diventata più precisamente definita come la perdita di almeno un elettrone quando due o più sostanze interagiscono. Tali sostanze possono o meno includere ossigeno. (Per inciso, l'opposto dell'ossidazione è la riduzione - l'aggiunta di almeno un elettrone quando le sostanze entrano in contatto l'una con l'altra.) A volte l'ossidazione non è una cosa negativa, come nella formazione di alluminio anodizzato super resistente. Altre volte, l'ossidazione può essere distruttiva, come la ruggine di un'automobile o il deterioramento della frutta fresca.
Abbiamo spesso usato le parole ossidazione e ruggine in modo intercambiabile, ma non tutti i materiali che interagiscono con le molecole di ossigeno si disintegrano nella ruggine. Nel caso del ferro, l'ossigeno crea un lento processo di combustione, che si traduce nella fragile sostanza marrone che chiamiamo ruggine. Quando l'ossidazione si verifica nel rame, d'altra parte, il risultato è un rivestimento verdastro chiamato ossido di rame. Il metallo stesso non è indebolito dall'ossidazione, ma la superficie sviluppa una patina dopo anni di esposizione all'aria e all'acqua.
Quando si tratta di ossigeno, il processo di ossidazione dipende dalla quantità di ossigeno presente nell'aria e dalla natura del materiale che tocca. La vera ossidazione avviene a livello molecolare - vediamo solo effetti su larga scala poiché l'ossigeno provoca la rottura dei radicali liberi sulla superficie. Nel caso di frutta fresca, la pelle di solito fornisce una barriera contro l'ossidazione. Ecco perché la maggior parte della frutta e della verdura arrivano in buone condizioni al supermercato. Una volta che la pelle è stata rotta, tuttavia, le singole cellule entrano in contatto diretto con l'aria e le molecole di ossigeno iniziano a bruciarle. Il risultato è una forma di ruggine che vediamo come macchie o macchie brunastre.
L'ossidazione può anche essere un problema per i proprietari di auto, poiché gli strati più esterni di vernice sono costantemente esposti all'aria e all'acqua. Se la finitura esterna della vettura non è protetta da un rivestimento in cera o poliuretano, le molecole di ossigeno nell'aria inizieranno a interagire con la vernice. Mentre l'ossigeno brucia i radicali liberi contenuti nella vernice, la finitura diventa sempre più opaca. Gli sforzi di restauro possono includere la rimozione di diversi strati di vernice interessata e la riapplicazione di un nuovo strato di protettore. Questo è il motivo per cui i dettagli professionali delle auto consigliano di utilizzare almeno uno strato di cera o altro protettivo ogni volta che si lava l'auto.
Il segreto per prevenire l'ossidazione causata dall'ossigeno è quello di fornire uno strato di protezione tra il materiale esposto e l'aria. Ciò potrebbe significare un rivestimento in cera o poliuretano su un'auto, uno strato di vernice su oggetti metallici o uno spruzzo rapido di un antiossidante, come il succo di limone, sulla frutta esposta. L'ossidazione distruttiva non può verificarsi se l'ossigeno non riesce a penetrare in una superficie per raggiungere i radicali liberi che brama.
Ecco perché l' acciaio inossidabile non arrugginisce e l'acciaio normale lo fa. L'acciaio inossidabile ha un rivestimento sottile di un altro metallo che non contiene radicali liberi. L'acciaio normale può essere verniciato per proteggerlo dall'ossidazione, ma l'ossigeno può comunque sfruttare qualsiasi apertura, non importa quanto piccola. Ecco perché potresti trovare una bicicletta in metallo verniciato ancora danneggiata dalla ruggine.