氧化


氧化 (正體)

空气中的分子反应之后,将氧化生成水合氧化铁(III),又称为生锈。图为生锈的铁丝网

氧化在化学上称为氧化作用。现时有关氧化作用的定义有三:第一个为传统定义:物质和氧气结合,形成氧化物的过程,也就是被“氧气”氧化的过程;在化学家发现元素的原子核中的电子的活动情况后,认为第一定义已经不再适合后,就提出了第二及第三个定义;第二个化学上的定义:氧化作用不仅指元素或化合物与氧气结合的作用,而是指两种元素或化合物之间(氧化剂还原剂)夺取电子的过程;第三个同为化学上的定义:还原剂(被氧化物)与氧化剂(被还原物)之间的氧化数(此数是化学家为解决第二个定义的缺憾而构想的)升降,在氧化剂的氧化数下降(获得电子)及还原剂的氧化数上升(失去电子)的情况,也称为氧化作用。氧化、还原都指反应物(分子、离子或原子)。氧化也称氧化作用或氧化反应。有机物反应时把有机物引入氧或脱去氢的作用叫氧化;引入氢或失去氧的作用叫还原。物质与氧缓慢反应缓缓发热而不发光的氧化叫缓慢氧化,如金属锈蚀、生物呼吸等。剧烈的发光发热的氧化叫燃烧。

  一般物质与氧气发生氧化时放热,个别可能吸热如氮气与氧气的反应。电化学中阳极发生氧化,阴极发生还原。


氧化不仅是一种重要的化工单元过程,更影响大众的日常生活。在化学工业生产中占有非常重要的地位,用于许多化合物的制备,如:

在工业生产中虽然是应用化学反应的原理,但和在实验室中研究最重要的不同点是必须考虑经济的观点,工业生产必须在经济上是可行的,原料是容易得到的,产品是有利润的,尽量选取廉价的氧化剂,是氧化过程尽量向简单、高效率、低运行成本方向上发展。

在自然的氧化过程可以是有害的,制品在空气中会自然氧化生成一层松散的铁锈(水合氧化铁(III)–化学式为Fe2O3·xH2O),水合氧化铁(III)容易剥落,使内层未被氧化的铁暴露在空气中继续被氧化,最后锈坏整件铁制品。补充一点,只有铁制品的氧化过程才能称为生锈,铁被氧化的产物称为铁锈。在工业(非自然)上,铝的氧化却是有用的,铝在经过电解后会生成氧化铝–(化学式Al2O3),此生成物较铝更为坚硬及耐用,具体可见平日用来煮饭的饭煲内层的表面涂层。


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