Oxidatie

Natriumenfluorvormen eenionbindingdoor middel van eenredoxreactie.Natrium staat zijn buitensteelektronaf aan het fluoratoom. Het natrium wordt geoxideerd en het fluor wordt gereduceerd.

Oxidatieis hetscheikundigeproces waarbij een stof (dereductor)elektronenafstaat aan een andere stof (deoxidator). Met een oxidatie gaat altijd eenreductiegepaard. De afgestane elektronen moeten namelijk opgenomen worden door een oxidator, die zelf dus gereduceerd wordt. De samengang van een oxidatie en een reductie is eenredoxreactie.

De term oxidatie is afgeleid vanoxygenium(zuurstof). De oudst bekende, natuurlijke oxidatiereacties zijn dan ook alledaagse verschijnselen alsverbrandingencorrosie,waarbijzuurstofde valentie-elektronen afneemt van respectievelijkkoolstofuit bijvoorbeeldkoolwaterstoffen,hout(waarbijkoolstofdioxidewordt gevormd) en vanmetalenalskoperenijzer(waarbij respectievelijkkoperoxideenijzeroxide(roest) worden gevormd). Oxidatie is echter breder dan chemische reacties met zuurstof. De naam oxidatie wordt inmiddels bij uitbreiding gebruikt voor iedere chemische reactie waarbij elektronen worden afgestaan. Een voorbeeld van oxidatie waar geen zuurstof aan te pas komt is die van tweewaardig (Fe²⁺) naar driewaardig ijzer (Fe³⁺):

${\ce {Fe^2+ -> Fe^3+ + e^-}}$

Fe²⁺is hier de reductor. Het staat één elektron af en wordt daarbij geoxideerd tot Fe³⁺.

Roesten en corrosie

IJzer(III)oxideofroest,bestaande uit ijzer(III)oxides Fe₂O₃·nH₂O enijzer(III)hydroxide(FeO(OH), Fe(OH)₃), vormt zich wanneer zuurstof reageert met metalen.

Zuurstof is een zeerelektronegatiefelement, en is daardoor een krachtige oxidator: het trekt gemakkelijk de elektronen aan van andere stoffen of elementen. In verschillende alledaagse redoxreacties is zuurstof de elektronenacceptor. Van dit feit is de termoxidatiedan ook ontleend. Een bekend voorbeeld van een oxidatiereactie isroesten.Met roesten wordt in het dagelijks taalgebruik de reactie vanijzermet zuurstof bedoeld. Roesten is een vorm vancorrosie:de oxidatie van eenmetalenvoorwerp dat daardoor minder bruikbaar wordt.

${\ce {4Fe + 3O2 -> 2Fe2O3}}$(roesten/corrosie)

${\ce {2Cu + O2 -> 2CuO}}$(corrosie)

Door oxidatie neemt hetoxidatiegetalvan de geoxideerde stof of reductor toe: een geoxideerde stof wil zijn afgestane elektronen terug. Het oxidatiegetal van de (gereduceerde) oxidator neemt navenant af.

Oxidatie in de organische chemie

Zieorganische redoxreactievoor het hoofdartikel over dit onderwerp.

In deorganische chemielevert de stapsgewijze oxidatie van eenkoolwaterstofwater op en achtereenvolgens eenalcohol,eenaldehydeofketon,eencarbonzuuren ten slotte eenperoxycarbonzuur(perzuur). Deze stappen kunnen soms niet allemaal doorgaan. Dit verschil is te wijten aan het aantal waterstofatomen aan het koolstofatoom dat onmiddellijk aan de hydroxylgroep gebonden is. Verder speelt ook het type oxidator een belangrijke rol: sommige oxidatoren zijn zeer krachtig en laten directe oxidatie tot het carbonzuur toe (zoals hetJones-reagens), terwijl andere enkel oxidatie tot het aldehyde of keton toelaten (zoalsDess-Martin-perjodinaan).

Eenprimair alcoholzal via een aldehyde uiteindelijk naar een carbonzuur en zelfs een peroxycarbonzuur gaan. Eensecundair alcoholzal uiteindelijk een keton vormen. Eentertiair alcoholzal meestal niet reageren. Onder bepaalde omstandigheden kan een organischperoxidegevormd worden, of kan eenomleggingvan hetkoolstofskeletbekomen worden (bijvoorbeeld deBabler-oxidatie).

Biochemie

Oxidatie speelt in debiochemieeen belangrijke rol. Alleaerobeorganismen hebben zuurstof nodig voor hunstofwisseling,met name voor decelademhaling:de biologische 'verbranding' van het koolstofhoudendeglucosein decellen,waarbijATPgegenereerd wordt. Bij de verbranding wordt glucose geoxideerd totkoolstofdioxideenwater.Bij defotosynthese,het proces dat in wezen omgekeerd is aan de celademhaling, wordt het koolstofdioxide uit de lucht gereduceerd tot glucose (tijdensdonkerreacties) en water geoxideerd totmoleculair zuurstof(tijdenslichtreacties).

Inklinking van veen

Hetinklinkenvanveenis het gevolg vanbiologische afbraakdooraerobebacteriën.Deze bacteriën oxideren de, indrooggevallen,zuurstofrijkorganischveenmateriaal aanwezige, koolstof voor hun energievoorziening, waarbij koolstofdioxide vrijkomt.

Zie ook

• Antoine Lavoisier
• Oxidatieve stress
• Phlogiston

WikiWoordenboek

Zoekoxidatieop in hetWikiWoordenboek.

Mediabestanden

Zie de categorieOxidationsvanWikimedia Commonsvoor mediabestanden over dit onderwerp.