Окисление

Окисле́ние — химический процесс, сопровождающийся увеличением степени окисления атома окисляемого вещества посредством передачи электронов от атома восстановителя (донора электронов) к атому окислителя (акцептору электронов).

Данный термин был введен в конце XVIII — в начале XIX в. акад. В. М. Севергиным и использовался для обозначения реакций взаимодействия веществ с кислородом воздуха.

В некоторых случаях при окислении молекула исходного вещества может стать нестабильной и распасться на более стабильные и мелкие части. При этом некоторые из атомов получившихся молекул имеют более высокую степень окисления, чем те же атомы в исходной молекуле.

При окислении вещества в результате отдачи электронов увеличивается его степень окисления. Атомы окисляемого вещества называются донорами электронов, а атомы окислителя — акцепторами электронов.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

Перекись водорода – простое химическое соединение. Это вода с одним дополнительным атомом кислорода – Н2О2, окисляющее вещество, которое, подобно озону, способно высвободить один атом кислорода в присутствии другого вещества. Такая реакция называется окислением. Два атома кислорода, (О2), тесно связаны воедино.

Ольга Афанасьева, Перекись водорода – природное лекарство, 2008

Кислород поступает в зону сварки из воздуха и электродного покрытия. Взаимодействуя с расплавленным металлом, кислород в первую очередь окисляет железо, так как его концентрация в стали наибольшая. Находясь в зоне дуги как в молекулярном, так и в атомарном состоянии, кислород образует с железом три оксида: FeO, Fе2О3 и Fe3O4. В процессе окисления железа участвуют также находящиеся в зоне дуги углекислый газ и пары воды.

Илья Мельников, Металлургические процессы при сварке, 2012

Очистка воды от железа может проводиться с помощью окисления, причем эта операция может проводиться разными веществами. Окисление может происходить: воздухом в установках аэрации; хлором; перманганатом калия; перекисью водорода; озоном; алюмосиликатами. В результате окисления растворенное железо осаждается и фильтруется с помощью автоматизированного водоочистного оборудования.

Галина Малахова, Вода «живая» и «мертвая». Уникальное исцеление от болезней, 2011

Полоний кипит при сравнительно невысокой температуре – 949 °С, что определяет его летучесть (для сравнения: температура кипения свинца – 1710 °С, олова – 2360 °С). В парах полоний находится в виде молекул Ро2. Летучесть полония облегчает его очистку, а также перемещение микроколичеств металла из одной части аппаратуры в другую путем их нагрева и охлаждения. В то же время летучесть затрудняет работу с ощутимыми количествами полония. По химическим свойствам полоний несколько похож на висмут, а также на свой ближайший аналог – неметалл теллур и проявляет типичные для элемента VI группы степени окисления: –2, +2, +4, +6. На воздухе полоний медленно окисляется (быстро при нагревании) с образованием красного диоксида РоО2. Сероводород из растворов солей полония осаждает черный сульфид PoS – тот самый, который был в осадке у Марии Кюри.

И. А. Леенсон, Занимательная химия для детей и взрослых, 2013

Выделение CO2 в грунтах происходит в основном за счет биохимических реакций окисления различных компонентов потребляемым кислородом с генерацией углекислого газа. Однако на выделение CO2 из грунта могут также оказывать влияние биохимические реакции, идущие с потреблением CO2, свойственные хемосинтезирующим организмам. Поэтому биологическая активность грунта может оцениваться по его газо-потреблению (кислород, расходуемый организмами на окисление) или газовыделению (диоксид углерода). По газовыделению чаще всего она оценивается скоростью продуцирования диоксида углерода из исследуемого грунта.

Е. Е. Григорьева, Экология городской среды, 2015

В результате окисления и конденсации этих элементов образуются твердые частички сложного вида в форме оксидов.

В. Г. Лупачев, Безопасность труда при производстве сварочных работ, 2008

А теперь рассмотрим, как клетка «дышит». Осуществляется клеточное дыхание в митохондриях, «легких» клетки. Процесс этот так и называется – дыхательная цепь, состоит из ряда последовательных окислительно-восстановительных реакций, в которых каскадно, т. е. не одномоментно, выделяется энергия, а от субстрата, углеводов, жиров и белков, остаются углекислый газ и вода. Окисление это происходит при помощи кислорода, который поступает через легкие и переносится гемоглобином. С общебиологической точки зрения биологическое окисление обратно фотосинтезу: при фотосинтезе расходуется энергия Солнца для образования глюкозы (соединений углерода), а при биологическом окислении путем расщепления глюкозы эта энергия освобождается.

Ирина Калюжнова, Отложение солей, 2007

В обычной последовательности реакций в митохондриях – в цикле Кребса – янтарная кислота является одним из промежуточных соединений. Как показали исследования Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, энергетическая мощность процесса синтеза АТФ при окислении янтарной кислоты существенно выше, чем при окислении любого другого субстрата.

Г. А. Гарбузов, Рак можно победить! Ловушка для раковых клеток, 2012

Детоксикационная функция печени состоит в обезвреживании в результате происходящих в печени процессов биосинтеза ядовитых для человеческого организма веществ. Иногда они становятся безвредными или даже нейтральными органическими соединениями, чаще всего – белковыми. Происходит это путем окисления, восстановления, метилирования, ацетилирования и соединения с теми или иными веществами. В печени также активно идет синтез «защитных» веществ, например синтез мочевины. С ее помощью обезвреживается очень токсичный аммиак.

Ю. С. Попова, Гепатит. Самые эффективные методы лечения, 2009

Кислород по биологической роли – самая важная составная часть воздуха. В природе постоянно происходит потребление кислорода при дыхании человека и животных. Расходуется кислород на процессы окисления и горения. Несмотря на значительный расход кислорода, его содержание в воздухе практически не изменяется, так как в растительном мире идет постоянно процесс ассимиляции углекислого газа и выделение кислорода. В результате процессов фотосинтеза в атмосферу поступает около 5 × 1014 тонн кислорода в год, что примерно соответствует его потреблению. Под действием солнечных лучей молекулы воды распадаются также с образованием кислорода.

Е. Н. Коршевер, Гигиена. Конспект лекций, 2009

 катаболизм – разложение сложного вещества на более простые или окисление какого-либо вещества, обычно протекающее с высвобождением энергии в виде тепла или АТФ;

Г. А. Гарбузов, Антиоксидантное лечение рака, 2010

Гликолиз – ферментативный анаэробный процесс метаболизма углеводов (главным образом, глюкозы) до молочной кислоты. Обеспечивает клетку энергией в условиях недостаточного снабжения кислородом, а в аэробных условиях является стадией, предшествующей дыханию. При гликолизе 1 молекулы глюкозы образуется 2 молекулы молочной кислоты и 2 молекулы АТФ. Окисление – соединение вещества с O2, потеря водорода или потеря электронов. Биологическое окисление катализируют ферменты, локализованные в матриксе митохондрий. Окисление происходит в цикле Кребса, он же цикл трикарбоновых кислот или цикл лимонной кислоты. Молекулой, входящей в цикл Кребса, является ацетилкоэнзим А (который образуется при метаболизме как углеводов, так и липидов и аминокислот). Основная функция окисления субстрата в цикле Кребса – обеспечение реакций окислительного фосфорилирования атомами водорода (Н+). Окислительное фосфорилирование основано на следующих принципах: источником энергии, идущей на присоединение остатка фосфорной кислоты к АДФ (фосфорилирование АДФ, в результате которого образуется АТФ), является соединение атомов водорода с молекулой кислорода, вследствие чего образуется вода (эти реакции – основной потребитель O2 в клетке). Ферменты, осуществляющие процессы окислительного фосфорилирования, встроены во внутреннюю мембрану митохондрий.

Н. Б. Панкова, План-конспект ответов на вопросы экзамена по физиологии, 2009

Известны 2 фазы реакции: восстановления – процесс, в ходе которого молекула получает электрон от другого вещества, и окисления – обратный процесс потери или отдачи электронной молекулой другой.

Алевтина Корзунова, Природа, которая лечит: морские водоросли, грибы, чайный гриб, 2013

Метаболическая емкость аэробного механизма практически безгранична, поскольку имеются большие запасы энергетических источников, дающих большое количество образования АТФ. Так, при окислении 1 молекулы глюкозы в аэробных условиях образуется 38 молекул АТФ, тогда как в анаэробных – только 2 АТФ, а при окислении высших жирных кислот образуется еще больше энергии – 130 АТФ.

В. Г. Пашинцев, Физическая подготовка квалифицированных дзюдоистов к главному соревнованию года, 2016

Факультативные анаэробы способны расти как в присутствии кислорода, так и в его отсутствие, используя при этом в качестве терминальных акцепторов электронов молекулярный кислород или органические соединения. Кроме того, среди факультативных анаэробов встречаются бактерии, способные переключаться с окисления на ферментацию, а также такие бактерии, которые способны расти в присутствии атмосферного кислорода, при этом не используя его, а энергию получают исключительно с помощью брожения.

Аурика Луковкина, Полный курс за 3 дня. Микробиология, 2009

Детоксикационная функция печени состоит в обезвреживании в результате происходящих в печени процессов биосинтеза ядовитых для человеческого организма веществ. Иногда они становятся безвредными или даже нейтральными органическими соединениями, чаще всего – белковыми. Происходит это путем окисления, восстановления, метилирования, ацетилирования и конъюгации с теми или иными веществами. В печени также активно идет синтез «защитных» веществ, например синтез мочевины. С ее помощью обезвреживается очень токсичный аммиак.

Л. С. Любимова, Чтобы печень была здорова, 2009

Особенность онкоклеток заключается в их способности существовать и вести свой метаболизм почти без доступа кислорода. Источником энергии для них является анаэробный гликолиз[1]. Именно это отличие от остальных клеток организма[2] является их уязвимым местом, ахиллесовой пятой. При анаэробном гликолизе окисление глюкозы зачастую идет не до конца и с выделением относительно небольшого количества энергии. В результате клетки опухоли потребляют чрезмерное количество углеводов и выделяют большое количество недоокисленных метаболитов – кислотных или спиртовых, в зависимости от глубины процесса. Дело в том, что промежуточными веществами гликолиза являются органические кислоты (пировиноградная и молочная), а окончательными – спирт, вода и углекислый газ. Не случайно анаэробный гликолиз часто называют спиртовым брожением (даже при молочнокислом брожении образуется некоторое количество спирта).

Г. А. Гарбузов, Скажи опухоли «нет»!, 2007

Таким образом, в первичном «органическом бульоне», покрывшем Землю, процесс образования белковых молекул шел за счет Z-аминокислот. Очень рано появились металлоорганические комплексы, в том числе железопорфирины, которые могли играть роль мощных катализаторов в реакциях окисления с выделением энергии. Синтез белковых молекул, вероятно, являлся уже достаточно сложным процессом к тому времени, когда сформировались механизмы трансляции. Белковые «протоклетки» могли образовываться путем формирования поверхностей с избирательными свойствами. Образование нуклеиновых кислот шло независимо от белков, а их комплексы возникли уже позже. Первые организмы представляли собой агрегаты нуклеопротеидов, способных к самоудвоению (дубликации) и связанных с другими белками, осуществляющими ферментативное расщепление органических веществ с выделением энергии. Эти первичные гетеротрофные организмы обладали свойствами, составляющими основу живого. Для них было характерно следующее:

Ю. А. Колесник, Современное состояние биосферы и экологическая политика, 2007

Роль железа в организме чрезвычайно велика. Основная его функция – дыхательная. Железо, содержащееся в гемоглобине, обеспечивает транспорт кислорода кровью. Чтобы справиться с этой задачей, металл должен быть двухвалентным. Железо, входящее в состав ферментов тканевого дыхания, напротив, обязательно изменяет свою валентность при транспорте электронов в дыхательной цепи. Роль железа не исчерпывается дыхательной функцией. Оно входит в состав важнейших ферментов антиоксидантной защиты клеток (каталазы, пероксидаз) и ферментов системы обезвреживания чужеродных веществ в печени (цитохромов Р-450). Но оно же способно значительно повредить клетки; Fe+H– инициатор процесса перекисного окисления липидов (ПОЛ).

Н. И. Даников, Целебный имбирь, 2012

При чрезмерном рафинировании охлаждающего масла резко уменьшаются ароматические компоненты. Хотя среди ароматических компонентов вещества с плохой химической стабильностью, но если ароматические компоненты чистые, то возникает активное влияние этих компонентов на стабильность к окислению и предельное давление. Поэтому есть необходимость применения ручного способа рафинирования для сохранения указанных эффективных элементов. Таким образом, нужно выбирать масло с хорошим смазывающим свойством, чтобы даже при применении в реальной машине не возникало плавления.

А. П. Кашкаров, Автомобильные кондиционеры. Установка, обслуживание, ремонт, 2012

Без атомарного кислорода не происходит окисления пищи и ее переработки в полезные для организма вещества. Однако мы сами делаем все, чтобы затруднить переработку: плохо пережевываем пищу, готовим ее варварскими методами, пренебрегаем правилами смешения продуктов, мало двигаемся, курим и т. д. Поэтому атомарного кислорода расходуется больше, чем хотелось бы. Вот природа и запрограммировала своеобразный резерв получения атомарного кислорода – Н2О2. Это с одной стороны, а с другой – атомарный кислород сам по себе является мощнейшим антиоксидантом, который уничтожает в организме всю патогенную флору.

Ю. Ю. Елисеев, Осторожно, перекись, 2013

Но вода также образуется внутри клеток благодаря окислению атомов водорода, находящихся в метаболитах. Это так называемая метаболическая вода, или вода окисления. Потребление жидкости, пищи, образование метаболической воды в тканях и выделение мочи, удаление воды с калом, испарение пота, выдыхание паров при дыхании определяют баланс воды в организме человека.

В. А. Плотников, Отеки: причины и последствия. Современный взгляд на лечение и профилактику, 2009

Жиры состоят из глицерина и жирных кислот. При мобилизации их из внутриклеточных жировых депо (процесс липолиза) они расщепляются на составные части. Глицерин обменивается по пути превращения углеводов, а образующиеся жирные кислоты подвергаются окислению в митохондриях клеток, куда они переносятся при посредстве карнитина. Жирные кислоты, входящие в состав молекул жиров, различаются по насыщенности внутримолекулярных связей. Жиры животного происхождения отличаются высоким содержанием насыщенных жирных кислот и используются в основном для энергетических целей. Растительные жиры в большом количестве содержат непредельные жирные кислоты, которые используются для построения клеточных мембран и выполнения каталитических функций. В пище, потребляемой спортсменами, должны в большом количестве содержаться непредельные жирные кислоты, легко включаемые в процессы «рабочего» обмена веществ и необходимые для поддержания структурной целостности клеточных мебран. Использование жиров как энергетического материала особенно важно в тех видах спорта, где предельная длительность выполняемых упражнений превышает 1,5 ч (велосипедные и лыжные гонки, бег на сверхдлинные дистанции, длительные пешие переходы, восхождения на горы и т. п.), а также в условиях низкой температуры окружающей среды, когда жиры используются в целях терморегуляции. Следует, однако, учитывать, что для полноценного использования жиров в качестве энергетического материала в тканях должно поддерживаться высокое напряжение кислорода. Любые нарушения адекватного снабжения тканей кислородом приводят к накоплению недоокисленных продуктов жирового обмена – кетоновых тел, с которыми связано развитие хронического утомления при длительной работе.

Н. И. Волков, Эргогенные эффекты спортивного питания. Научно-методические рекомендации для тренеров и спортивных врачей, 2016

Для жира рыб характерным является присутствие непредельных жирных кислот с увеличенным числом двойных связей: линоленовой С17Н29СООН (три двойные связи), арахидоновой С19Н31СООН (четыре двойные связи), клупанадоновой С21Н33СООН (пять двойных связей). Непредельные жирные кислоты составляют основу рыбьего жира (до 84 % от общего количества жирных кислот), что объясняет его жидкую консистенцию и легкую усвояемость. В то же время из—за высокой непредельности жирных кислот жир рыб легко окисляется с накоплением продуктов окисления (перекиси, гидроперекиси) и распада (альдегидов, кетонов, низкомолекулярные жирных кислот, спиртов и др.), которые существенно ухудшают вкус и запах не только жира, но и самой рыбной продукции, являясь одновременно токсичными элементами для организма человека.

Б. Т. Репников, Товароведение и биохимия рыбных товаров, -1

При соответствующей силе тока в цепи на защищаемом изделии происходит восстановление окислителя, процесс же окисления претерпевает вещество анода.

И. В. Мельников, Художественная обработка металла. Коррозия и термическая обработка, 2013

Активирует процесс окисления жирных кислот в жировой ткани. Одновременно с этим выделяется свободная энергия. Данное вещество стимулирует окисление жирных кислот посредством их переноса через мембрану в митохондрии. В результате в тканях накапливается меньше жира и происходит снижение массы тела.

М. А. Смирнова, Лечебное питание. Повышенный холестерин, 2013

Кислород оказывает окисляющее действие на окружающие органические компоненты, в том числе и на бактерии. В процессе окисления образуется пена, способствующая очищению поверхности от болезнотворных микроорганизмов. Кроме того, пена способствует ускорению процесса свертывания крови. Это свойство перекиси водорода используется при порезах и ранах, когда необходимо остановить кровотечение.

И. А. Зайцева, Перекись водорода в лечении и очищении организма, 2009

В организме человека непрерывно происходят процессы окисления (соединения с кислородом) различных пищевых веществ – белков, жиров, углеводов, которые сопровождаются образованием и выделением тепла. Это тепло необходимо для всех жизненных процессов, оно расходуется на нагревание вдыхаемого воздуха, на поддержание температуры тела. Тепловая энергия обеспечивает также деятельность мышечной системы. Чем больше мышечных движений выполняет человек, тем больше он производит потерь, для покрытия которых требуется большее количество пищи.

И. В. Мельников, Питание при циррозе печени, -1

Все дело в том, что растительные масла имеют разное процентное содержание жирных кислот. Например, подсолнечное масло держит первенство по содержанию линолевой кислоты. Полезна ли она? Отнюдь. Эта кислота содержит большое количество ненасыщенных химических связей, готовых к реакциям окисления. При окислении линолевой кислоты образуются перекисные соединения и свободные радикалы, для нейтрализации которых организм расходует большие количества антиоксидантов и витаминов. А оливковое масло содержит примерно в 5 раз меньше линолевой кислоты, чем подсолнечное, так что делайте выводы.

Анастасия Фадеева, Чистим сосуды, укрепляем иммунитет. Лечебное питание для омоложения организма, 2011

Для поддержания довольно длительной мышечной деятельности необходимо постоянное восстановление АТФ с той же скоростью, с которой он расходуется. Необходимая для ресинтеза АТФ энергия поступает в результате окисления углеводов, жиров, белков, а также за счет расщепления креатинфосфата и гликогена (глюкозы). Распад этих веществ сопровождается освобождением энергии, запасенной в их химических связях. Эта свободная энергия обеспечивает связывание АДФ и фосфата с образованием АТФ.

Р. М. Городничев, Физиология силы, 2016

Антиоксиданты – это вещества, которые препятствуют процессам окисления в организме, а именно вследствие этих процессов мы стареем. Антиоксиданты нейтрализуют свободные радикалы, отвечающие за процесс старения. Система антиоксидантной защиты подразделяется на первичную (антиоксиданты-ферменты) и вторичную (антиоксиданты-витамины). Участвуя в химических реакциях, антиоксиданты сами окисляются, поэтому нуждаются в постоянном пополнении. Виноград – прекрасный источник такого пополнения.

Т. А. Литвинова, Виноград. Рецепты красоты, здоровья и долголетия, 2012

В 70 – 80-е годы XX столетия (Brown M. [et al.], 1979; Brown M., Goldstein J. [et al.], 1979; Brown M. [et al.], 1980) была описана возможность захвата избытка ЛПНП клетками ретикуло-эндотелиальной системы (РЭС) посредством скэвенджер-рецепторов (SR). Так как активность этих рецепторов не регулируется содержанием ХС в клетке, то поглощение ЛПНП клетками РЭС может протекать практически бесконтрольно (Денисенко А. Д., 2006). В основном этот путь утилизации ЛП предназначен для ЛПНП-частиц, подвергшихся модификации – перекисному окислению или другим изменениям под действием свободных радикалов, перекисей и других метаболитов. Содержащийся в ЛПНП свободный ХС при этом эстерифицируется, а макрофаги, накапливая эстерифицированный ХС (ЭХС), трансформируются в пенистые клетки (Климов А. Н., Никульчева Н. Г., 1995).

Б. М. Липовецкий, Наследственные дислипидемии, 2009

Приведенная выше классификация не учитывает каменные угли, подвергшиеся окислению в природных условиях, в период формирования угольных месторождений. Окисленные угли отличают пониженная высшая теплота сгорания на сухую и беззольную массу (Qsdaf), а также потеря спекаемости. Различают I группу окисленности (снижение Qsdaf на 10 %) и II группу (снижение Qsdaf нa 25 %). Так, например, длиннопламенный уголь Таллинского месторождения (Кузбасс) имеет высшую теплоту сгорания Qsdaf = 31,82 МДж/кг. Окисленный уголь того же месторождения ДРОК-I (длиннопламенный, рядовой, окисленный I группы) – до 27,42 МДж/кг, а еще более окисленный – ДРОК-II – только 25,04 МДж/кг.

С. Е. Беликов, Котлы тепловых электростанций и защита атмосферы, 2008

Основным принципом действия препарата является освобождение кислорода, в результате чего происходит сильное окисление, то есть разрушение. Именно на этом и основано его антисептическое действие. При нанесении перекиси водорода на поврежденный участок кожи или слизистой окисляются (т. е. уничтожаются) находящиеся там бактерии, вирусы, паразиты и т. п. Происходит чисто механическое очищение. В связи с этим врачи часто применяют перекись водорода для обработки ран, пораженных микробами.

Л. Ж. Жалпанова, Перекись водорода при вашей болезни, 2008

В механизме детоксицирующего действия флавоноидных гликозидов немаловажную роль играют такие факторы, как уплотнение сосудисто-тканевых мембран, предупреждение окисления липидов в печени, активация аденозинтрифосфатазы (АТФ-азы), накопление в печени гликогена и комплексообразующая способность по отношению к ионам металлов (меди, железа, цинка, марганца и др.).

А. П. Суворов, Псориаз. Старинные и современные методы лечения, 2009

Функции митохондрий образование энергии в виде АТФ. Источником образования энергии в митохондрии (ее «топливом») является пировиноградная кислота (пируват), которая образуется из углеводов, белков и липидов в гиалоплазме. Окисление пирувата происходит в митохондриальном матриксе в цикле трикарбоновых кислот, а на кристах митохондрий осуществляется перенос электронов, фосфорелирование АДФ и образование АТФ. Образующаяся в митохондриях и, частично, в гиалоплазме АТФ является единственной формой энергии, используемой клеткой для выполнения различных процессов.

Александр Седов, Гистология человека: конспект лекций для вузов, -1