Hva er oksidasjon?

Et nyklippet eple blir brunt, en sykkelskjerm blir rusten og en kobberkrone blir plutselig grønn. Hva har alle disse hendelsene til felles? De er alle eksempler på en prosess som kalles oksidasjon.

Oksidasjon er definert som samspillet mellom oksygenmolekyler og alle de forskjellige stoffene de kan komme i kontakt med, fra metall til levende vev. Teknisk, men med oppdagelsen av elektroner, kom oksidasjon til å bli nærmere definert som tapet av minst ett elektron når to eller flere stoffer samvirker. Disse stoffene inkluderer kanskje ikke oksygen. (For øvrig er det motsatte av oksidasjon reduksjon - tilsetning av minst ett elektron når stoffer kommer i kontakt med hverandre.) Noen ganger er oksidasjon ikke så ille, som i dannelsen av superholdbart eloksert aluminium. Andre ganger kan oksidasjon være ødeleggende, for eksempel å ruste en bil eller ødelegge frisk frukt.

Vi brukte ofte ordene oksidasjon og rust om hverandre, men ikke alle materialer som samvirker med oksygenmolekyler, går faktisk i oppløsning. Når det gjelder jern, skaper oksygenen en langsom brennende prosess, noe som resulterer i det sprøbrune stoffet vi kaller rust. Når oksidasjon skjer i kobber, er resultatet derimot et grønnaktig belegg som kalles kobberoksyd. Metallet i seg selv er ikke svekket av oksidasjon, men overflaten utvikler en patina etter mange års eksponering for luft og vann.

Når det involverer oksygen, avhenger oksydasjonsprosessen av mengden oksygen som er i luften og arten av materialet den berører. Ekte oksidasjon skjer på molekylært nivå - vi ser bare storstilt effekter da oksygenet får frie radikaler til å bryte bort. Når det gjelder frisk frukt gir huden vanligvis en barriere mot oksidasjon. Dette er grunnen til at de fleste frukt og grønnsaker ankommer i god stand på matbutikken. Når huden har blitt ødelagt, kommer imidlertid de enkelte cellene i direkte kontakt med luft og oksygenmolekylene begynner å brenne dem. Resultatet er en form for rust vi ser som brunlige flekker eller pletter.

Oksidasjon kan også være et problem for bileiere, siden de ytterste lag med maling stadig blir utsatt for luft og vann. Hvis bilens ytre finish ikke er beskyttet av et voksbelegg eller polyuretan, vil oksygenmolekylene i luften til slutt begynne å samhandle med malingen. Når oksygenet brenner opp de frie radikaler som er i malingen, blir finishen dummere og dummere. Restaureringsarbeid kan omfatte fjerning av flere lag med påvirket maling og påføring av et nytt lag med beskyttelsesmiddel. Dette er grunnen til at profesjonelle bildetaljer anbefaler minst ett lag med voks eller annet beskyttelsesmiddel hver gang bilen vaskes.

Hemmeligheten bak å forhindre oksidasjon forårsaket av oksygen er å gi et beskyttelseslag mellom det eksponerte materialet og luften. Dette kan bety et voks- eller polyuretanbelegg på en bil, et lag maling på metallgjenstander eller en rask spray av et antioksidant, som sitronsaft, på utsatt frukt. Destruktiv oksidasjon kan ikke forekomme hvis oksygenet ikke kan trenge inn i en overflate for å nå de frie radiklene det krever.

Dette er grunnen til at rustfritt stål ikke ruster, og vanlig stål gjør det. Rustfritt stål har et tynt belegg av et annet metall som ikke inneholder frie radikaler. Vanlig stål kan males for å beskytte mot oksidasjon, men oksygen kan fortsatt utnytte enhver åpning, uansett hvor liten den er. Det er derfor du kan finne en malt metallsykkel som fremdeles er skadet av rust.