氧化

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

氧化在化學上稱為氧化作用。现时有關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;在化學家發現元素的原子核中的电子的活动情况後,認為第一定義已經不再適合後,就提出了第二及第三個定義;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構想的)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。


氧化不僅是一种重要的化工单元过程,更影響大眾的日常生活。在化学工业生产中佔有非常重要的地位,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。

在自然的氧化過程可以是有害的,製品在空氣中會自然氧化生成一層鬆散的鐵鏽(水合氧化鐵(III)–化學式為Fe2O3.xH2O),水合氧化鐵(III)容易剝落,使內層未被氧化的鐵暴露在空氣中繼續被氧化,最後鏽壞整件鐵製品。補充一點,只有鐵製品的氧化過程才能称为生鏽,鐵被氧化的產物稱為鐵鏽。在工業(非自然)上,鋁的氧化卻是有用的,鋁在經過電解後會生成氧化鋁–(化學式Al2O3),此生成物較鋁更為堅硬及耐用,具體可見平日用來煮飯的飯煲內層的表面塗層。


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