Hva er oksidasjon?

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

Oksidasjon er definert som interaksjonen mellom oksygenmolekyler og alle de forskjellige stoffene de kan kontakte, fra metall til levende vev. Teknisk sett, med oppdagelsen av elektroner, ble oksidasjon imidlertid mer presist definert som tap av minst ett elektron når to eller flere stoffer samhandler. Disse stoffene kan eller ikke inkluderer oksygen. (Forresten, det motsatte av oksidasjon er reduksjon-tilsetningen av minst ett elektron når stoffer kommer i kontakt med hverandre.) Noen ganger er oksidasjon ikke så dårlig ting, som i dannelsen av superturbar anodisert aluminium. Andre ganger kan oksidasjon være ødeleggende, for eksempel rusting av en bil eller ødeleggelse av frisk frukt.

Vi brukte ofte ordene oksidasjon og rust om hverandre, men ikke alle materialer som interagerer med oksygenmolekyler, går faktisk opp i rust. Når det gjelder jern, skaper oksygenet en langsom brennende prosess, noe som resulterer i det sprø brune stoffet vi kaller rust. Når oksidasjon oppstår i kobber, er resultatet derimot et grønnaktig belegg som kalles kobberoksid. Selve metallet svekkes ikke av oksidasjon, men overflaten utvikler en patina etter år med eksponering for luft og vann.

Når det involverer oksygen, avhenger oksidasjonsprosessen av mengden oksygen som er til stede i luften og arten av materialet det berører. Ekte oksidasjon skjer på molekylært nivå-vi ser bare store effekter da oksygenet fører til at frie radikaler på overflaten brytes bort. Når det gjelder frisk frukt, gir huden vanligvis en barriere mot oksidasjon. Dette er grunnen til at de fleste frukt og grønnsaker aRrive i god stand i matbutikken. Når huden er 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 på som brunlige flekker eller pletter.

Oksidasjon kan også være et problem for bileiere, siden de ytterste malingslagene 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 frie radikaler som finnes i malingen, blir finishen kjedelig og dummere. Restaureringsinnsatsen kan omfatte å fjerne flere lag med berørt maling og legge på nytt et nytt lag med beskyttelsesmiddel. Dette er grunnen til at profesjonelle bildetaljer anbefaler minst ett lag voks eller annet beskyttelsesmiddel hver gang bilen vaskes.

Hemmeligheten med å forhindre oksidasjon forårsaket av oksygen er å gi et lag med beskyttelse væremellom det utsatte materialet og luften. Dette kan bety et voks eller polyuretanbelegg på en bil, et lag maling på metallgjenstander eller en rask spray av en antioksidant, som sitronsaft, på eksponert frukt. Destruktiv oksidasjon kan ikke oppstå hvis oksygenet ikke kan trenge gjennom en overflate for å nå de frie radikaler den ønsker.

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