多電子氧化

多電子氧化

多電子氧化是氧化還原反應的一種類型,與之對應的是單電子氧化。兩者最大的區別在於對一個氧化還原反應,整個體系的電子轉移數目是單個的還是大於1個。氧化與還原是同時存在於一個反應中的,氧化還原反應可以拆分成兩個半反應——氧化反應,還原反應。氧化數升高的半反應,稱為氧化反應; 氧化數降低的反應,稱為還原反應。氧化數升高大於1的反應就是多電子氧化。

生物體的多電子氧化

光合作用(Photosynthesis):即光能合成作用,是指含有葉綠體的綠色植物和某些細菌,在可見光的照射下,經過光反應和碳反應(舊稱暗反應),利用光合色素,將二氧化碳(或硫化氫)和水轉化為有機物,並釋放出氧氣(或氫氣)的生化過程。同時也有將光能轉變為有機物中化學能的能量轉化過程。

化學方程式

CO+HO→(CHO)+O(反應條件:光能和葉綠體)

6HO+6CO+陽光→CH1O(葡萄糖)+6O(與葉綠素產生化學作用)

呼吸作用(Respiration):是生物體細胞把有機物氧化分解並產生能量的化學過程,又稱為細胞呼吸(Cellular respiration)。無論是否自養,細胞內完成生命活動所需的能量,都是來自呼吸作用。呼吸作用是一種酶促氧化反應。雖名為氧化反應,不論有無氧氣參與,都可稱作呼吸作用(這是因為在化學上,有電子轉移的反應過程,皆可稱為氧化還原反應)。有氧氣參與時的呼吸作用,稱之為有氧呼吸;沒氧氣參與的反應,則稱為無氧呼吸。

呼吸作用和光合作用均是植物生長必不可少的酶催化的多電子氧化反應。光合作用將自然界中最常見的物質二氧化碳和水轉化成葡萄糖,維持植物生長所需的能量。而呼吸作用正好可看成是光合作用的逆反應,通過消耗能量物質——葡萄糖產生植物生命活動所需的直接能量ATP。

化學工業的多電子氧化

多電子氧化不僅是一種重要的化工單元過程,更影響大眾的日常生活。在化學工業生產中占有非常重要的地位,用於許多化合物的製備:

•硫化鐵氧化成二氧化硫,再將二氧化硫氧化成三氧化硫,以製備硫酸;

•氮氧化成一氧化氮(以鉑作為催化劑),再將一氧化氮氧化成二氧化氮以製備硝酸;

•磷氧化成五氧化二磷製備磷酸;

•乙烯氧化生成環氧乙烷;

•甲醇氧化被奪去氫生成甲醛;

•氯化氫氧化被奪去氫生成氯氣和水。

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