Vad är oxidation?
Ett nyklippt äpple blir brunt, en cykelskärm blir rostig och en kopparöre blir plötsligt grön. Vad har alla dessa händelser gemensamt? De är alla exempel på en process som kallas oxidation.
Oxidation definieras som växelverkan mellan syremolekyler och alla olika ämnen de kan komma i kontakt med, från metall till levande vävnad. Tekniskt sett upptäcktes emellertid, när upptäckten av elektroner, oxidationen som förlusten av minst en elektron när två eller flera ämnen samverkar. Dessa ämnen kanske inte innehåller syre. (Förresten, motsatsen till oxidation är reduktion - tillsats av minst en elektron när ämnen kommer i kontakt med varandra.) Ibland är oxidation inte så illa, som vid bildningen av supertåligt anodiserat aluminium. Andra gånger kan oxidation vara förstörande, såsom rostning av en bil eller förstöring av färsk frukt.
Vi använde ofta orden oxidation och rost omväxlande, men inte alla material som interagerar med syremolekyler sönderfaller faktiskt till rost. När det gäller järn skapar syret en långsam förbränningsprocess, vilket resulterar i den spröda bruna substansen som vi kallar rost. När oxidation sker i koppar, å andra sidan, är resultatet en grönaktig beläggning som kallas kopparoxid. Metallen i sig försvagas inte av oxidation, men ytan utvecklar en patina efter flera års exponering för luft och vatten.
När det involverar syre beror oxidationsprocessen på mängden syre som finns i luften och naturen hos det material som den berör. Sann oxidation sker på molekylär nivå - vi ser bara storskaliga effekter eftersom syre får fria radikaler att bryta bort. När det gäller färsk frukt ger huden vanligtvis en barriär mot oxidation. Det är därför de flesta frukt och grönsaker anländer i gott skick till livsmedelsbutiken. När huden förstörts kommer emellertid de enskilda cellerna i direktkontakt med luft och syrgasmolekylerna börjar bränna dem. Resultatet är en form av rost som vi ser som bruna fläckar eller fläckar.
Oxidation kan också vara ett problem för bilägare, eftersom de yttersta färgskikten ständigt utsätts för luft och vatten. Om bilens yttre finish inte skyddas av en vaxbeläggning eller polyuretan, kommer syrgasmolekylerna i luften så småningom att börja samverka med färgen. När syret brinner upp de fria radikalerna i färgen blir ytan dumare och dumare. Återställningsarbetet kan innefatta att ta bort flera lager påverkad färg och applicera ett nytt lager skyddsmedel igen. Det är därför professionella bildetaljer rekommenderar att minst ett lager vax eller annat skyddsmedel används varje gång bilen tvättas.
Hemligheten med att förhindra oxidation orsakad av syre är att ge ett skyddskikt mellan det exponerade materialet och luften. Detta kan betyda en vax- eller polyuretanbeläggning på en bil, ett lager färg på metallföremål eller en snabb spray av ett antioxidant, som citronsaft, på utsatt frukt. Destruktiv oxidation kan inte ske om syret inte kan tränga in i en yta för att nå de fria radikalerna som det längtar efter.
Det är därför rostfritt stål inte rostar och vanligt stål gör det. Rostfritt stål har en tunn beläggning av en annan metall som inte innehåller fria radikaler. Vanligt stål kan målas för att skydda mot oxidation, men syre kan fortfarande utnyttja varje öppning, oavsett hur liten den är. Det är därför du kan hitta en målad metallcykel som fortfarande är skadad av rost.