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氧化反應（物質(zhì)與氧發(fā)生的化學(xué)反應）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-19

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氧化反應

物質(zhì)與氧發(fā)生的化學(xué)反應

氧化反應是指物質(zhì)與氧發(fā)生的化學(xué)反應，氧氣在此過(guò)程中提供氧。

物質(zhì)失去電子的作用叫氧化；相反的，得電子的作用叫還原。狹義的氧化反應指物質(zhì)與氧化合；還原反應指物質(zhì)失去氧的作用。氧化時(shí)氧化值升高；還原時(shí)氧化值降低。氧化、還原都指反應物（分子、離子或原子）。氧化也稱(chēng)氧化反應。劇烈的發(fā)光發(fā)熱的氧化叫燃燒。

基本信息

中文名	氧化反應
外文名	Oxidation reaction
應用	化學(xué)
概念	物質(zhì)失電子的反應叫氧化反應
適用領(lǐng)域范圍	反應物在化學(xué)反應中失電子的反應
反應	物質(zhì)與氧氣
相關(guān)	還原反應

收起

特征

1.物質(zhì)與氧氣發(fā)生的化學(xué)反應是氧化反應的一種；氧氣可以和許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應。得電子的作用叫還原。狹義的氧化指物質(zhì)與氧化合；還原指物質(zhì)失去氧的作用。氧化時(shí)氧化值升高；還原時(shí)氧化值降低。氧化、還原都指反應物（分子、離子或原子）。氧化也稱(chēng)氧化作用或氧化反應。有機物反應時(shí)把有機物引入氧或脫去氫的作用叫氧化；引入氫或失去氧的作用叫還原。物質(zhì)與氧緩慢反應緩緩發(fā)熱而不發(fā)光的氧化叫緩慢氧化，如金屬銹蝕、生物呼吸等。

2.一般物質(zhì)與氧氣發(fā)生氧化時(shí)放熱，個(gè)別可能吸熱如氮氣與氧氣的反應。電化學(xué)中陽(yáng)極發(fā)生氧化，陰極發(fā)生還原。

3.根據氧化劑和氧化工藝的不同，氧化反應主要分為空氣（氧氣）氧化和化學(xué)試劑氧化。化學(xué)試劑氧化具有選擇性好、過(guò)程簡(jiǎn)單、方便靈活等優(yōu)點(diǎn)，在醫藥化工領(lǐng)域，由于產(chǎn)品噸位小，因此多用化學(xué)試劑氧化法。

4.化學(xué)試劑氧化所用的氧化劑有無(wú)機氧化劑和有機氧化劑，無(wú)機氧化劑包括：高價(jià)金屬氧化物、高價(jià)金屬鹽、硝酸、硫酸、氯酸鈉、臭氧、過(guò)氧化氫等；有機氧化劑一般是緩和的氧化劑，包括硝基物、亞硝基物、過(guò)氧酸以及與無(wú)機氧化物形成的復合氧化劑。

5.物質(zhì)所含元素化合價(jià)升高的反應，如氫氣中的氫元素，化合價(jià)為0，發(fā)生氧化反應時(shí)變成+1價(jià)的氫離子。

6.失去電子（化合價(jià)升高）的反應。

分類(lèi)

肝細胞微粒體、線(xiàn)粒體和胞液中含有參與生物轉化作用的不同氧化酶系，如加單氧酶系、胺氧化酶系和脫氫酶系。注意：微粒體并不是活細胞中的亞細胞結構（細胞器），而是組織細胞在實(shí)驗室破碎分離得到的一種囊狀膜結構，它是由細胞內質(zhì)網(wǎng)的碎片形成的，因此，微粒體相當于細胞內的內質(zhì)網(wǎng)部分。

1、加單氧酶系:此酶系存在于微粒體中，能催化烷烴、烯烴、芳烴和類(lèi)固醇等多種物質(zhì)進(jìn)行氧化。該酶系催化反應的一個(gè)特點(diǎn)是能直接激活氧分子，使其中的一個(gè)氧原子加到作用物上，而另一個(gè)氧原子被NADPH還原成水分子。由于一個(gè)氧分子發(fā)揮了兩種功能，故將加單氧酶系又叫做混合功能氧化酶。又因底物的氧化產(chǎn)物是羥化物，所以該酶又稱(chēng)為羥化酶。

加單氧酶系的羥化作用非常廣泛，例如維生素D3在肝臟和腎臟經(jīng)2次羥化后形成活性的

，類(lèi)固醇激素(腎上腺皮質(zhì)激素、性激素)和膽汁酸的合成都需要羥化過(guò)程。應該指出的是，有些致癌活性物質(zhì)經(jīng)羥化后失活，但另一些無(wú)致癌活性的物質(zhì)經(jīng)羥化后會(huì )生成有致癌活性的物質(zhì)，如多環(huán)芳烴經(jīng)羥化后就具有了致癌活性，還需通過(guò)其他生物轉化形式進(jìn)行轉化滅活。因此，生物轉化是轉化而不是解毒！

2、胺氧化酶系:此酶系存在于肝細胞線(xiàn)粒體中，可催化活性物質(zhì)胺類(lèi)的氧化脫氫，生成相應醛類(lèi)。胺類(lèi)物質(zhì)是由氨基酸脫羧基作用產(chǎn)生的，胺類(lèi)物質(zhì)具有生物活性。例如由谷氨酸脫羧產(chǎn)生的γ-氨基丁酸（GABA）是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，在臨床上可用于減輕早孕反應；組氨酸脫羧產(chǎn)生的組胺是一種強烈的血管舒張劑，并能增加毛細血管的通透性，創(chuàng )傷性休克和炎癥時(shí)會(huì )引起組胺的釋放；色氨酸脫羧后產(chǎn)生的5-羥色胺是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，并對外周血管有刺激收縮的作用；鳥(niǎo)氨酸等脫羧作用后產(chǎn)生的多胺（精脒、精胺）是調節細胞生長(cháng)物質(zhì)，在旺盛分裂的癌細胞中多胺含量較高。胺類(lèi)物質(zhì)的另一個(gè)來(lái)源是腸道中的氨基酸經(jīng)細菌的脫羧基作用產(chǎn)生并被吸收入血，如尸胺、腐胺，這些是有活性的毒性物質(zhì)。

3、醇脫氫酶系和醛脫氫酶系：分布于肝細胞微粒體和胞液中的醇脫氫酶（ADH）和醛脫氫酶（ALDH），均以NAD+為輔酶，可催化醇類(lèi)氧化成醛，醛類(lèi)氧化成酸。

乙醇作為飲料和調味劑廣為利用。人類(lèi)攝入的乙醇可被胃（吸收30%）和小腸上段（吸收70%）迅速吸收。吸收后的乙醇90%~98%在肝臟代謝，其余在腎臟進(jìn)行代謝。人類(lèi)血中乙醇的清除速率為100~200mg/h·kg體重。酒精有輕度的麻醉（喝酒解乏）、能增強自信心（酒壯英雄膽）、心率加快、皮膚充血（面紅耳赤）導致皮溫升高（喝酒御寒、惡心嘔吐等生理效應，飲酒過(guò)量會(huì )導致這些效應放大而使人在意識和行動(dòng)上失去自我控制。這些作用效果其實(shí)并不完全是由乙醇直接導致的，很多是由乙醇脫氫氧化產(chǎn)物乙醛刺激機體產(chǎn)生腎上腺素、去甲腎上腺素等產(chǎn)生的生理反應。

醇脫氫酶（ADH）和醛脫氫酶（ALDH）在人類(lèi)中存在多態(tài)性（同工酶）。ADH為二聚體，有3種亞基αβγ，成人主要是β二聚體，多數白種人是活性較低的β1β1，90%的黃種人是活性較高的β2β2，加之白種人ALDH活性較高，而黃種人約50%的ALDH活性較低，因此黃種人飲酒后能快速生成乙醛，約一半的黃種人乙醛氧化速度較慢，導致黃種人飲酒后乙醛濃度升高。顯然，黃種人與白種人在同等條件下更容易導致酒精中毒。長(cháng)期過(guò)量飲酒由于加重肝臟生物轉化的負擔而影響肝臟功能。

常見(jiàn)氧化劑

1、高錳酸鉀（

）

高錳酸鉀氧化性強，可以將伯醇、醛、芳環(huán)側鏈的烷醇、醛、芳基氧化成酸，由于在酸性條件下氧化選擇性差，多在中性或堿性中使用。

2、二氧化錳（

）

二氧化錳是較溫和的氧化劑，可將芳環(huán)側鏈的甲基氧化為醛。

3、三氧化鉻（

）

三氧化鉻的吡啶絡(luò )合物是比較緩和的氧化劑，可將伯醇氧化為醛，而不破壞碳碳雙鍵和其它基團。

還原產(chǎn)物

強氧化劑	還原產(chǎn)物
O2	氧化物
O3	氧化物
F2	F
Cl2	Cl
Br2	Br

展開(kāi)表格

氧化反應現象

1、鎂在氧氣中燃燒：

白色信號彈

現象：（1）發(fā)出耀眼的白光（2）放出熱量（3）生成白色粉末

2、鐵在氧氣中燃燒：

現象：（1）劇烈燃燒，火星四射（2）放出熱量（3）生成一種黑色固體（四氧化三鐵 Fe3O4）

注意：瓶底要放少量水或細沙，防止生成的固體物質(zhì)濺落下來(lái)，炸裂瓶底。

3、銅在空氣中受熱：

現象：銅絲變黑、用來(lái)檢驗是否含氧氣。

4、鋁在空氣中燃燒：

現象：發(fā)出耀眼的白光，放熱，有白色固體生成。

5、氫氣中空氣中燃燒：

高能燃料

現象：（1）產(chǎn)生淡藍色火焰（2）放出熱量（3）燒杯內壁出現水霧。

6、紅（白）磷在空氣中燃燒：

證明空氣中氧氣含量

現象：（1）發(fā)出白光（2）放出熱量（3）生成大量白煙。

7、硫粉在空氣中燃燒：

現象：

A、在純的氧氣中

發(fā)出明亮的藍紫火焰，放出熱量，生成一種有刺激性氣味的氣體。

B、在空氣中燃燒

（1）發(fā)出淡藍色火焰（2）放出熱量（3）生成一種有刺激性氣味的氣體。

8、碳在氧氣中充分燃燒：

現象：（1）發(fā)出白光（2）放出熱量（3）澄清石灰水變渾濁

9、碳在氧氣中不充分燃燒：

10、二氧化碳通過(guò)灼熱碳層：

（是吸熱的反應）

11、一氧化碳在氧氣中燃燒：

現象：發(fā)出藍色的火焰，放熱，產(chǎn)生的氣體能使澄清石灰水變渾濁。

12、二氧化碳和水反應（二氧化碳通入紫色石蕊試液）：

現象：紫色石蕊試液由紫色變成紅色。

注意：酸性氧化物+水→酸

如：

13、生石灰溶于水：

（此反應放出大量的熱）

注意：堿性氧化物+水→堿

氧化鈉溶于水：

氧化鉀溶于水：

氧化鋇溶于水：

14、鈉在氯氣中燃燒：

（無(wú)氧也能夠燃燒）

15、

銀白液體、生成紅色固體拉瓦錫測定空氣中氧氣的實(shí)驗

16、

紅色金屬變?yōu)楹谏腆w用來(lái)檢驗是否含氧氣

參考資料

[1]

氧化反應匯總 - 化合物定制合成網(wǎng) · 化合物定制合成網(wǎng)[引用日期2021-12-16]

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