生活中的氧化還原反應(yīng)

劉一諾（山東省聊城一中，山東 聊城 252000）

1 氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用

作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，化學(xué)與人們的生活有著密不可分的關(guān)系，在人們生活的各個(gè)方面，都能夠發(fā)現(xiàn)化學(xué)知識(shí)的存在。其中，氧化還原反應(yīng)是眾多化學(xué)反應(yīng)中較為常見(jiàn)的一種，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)等諸多領(lǐng)域均有應(yīng)用。

1.1 氧化還原在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)中的氧化還原反應(yīng)現(xiàn)象較為普遍，并且，氧化還原反應(yīng)對(duì)于農(nóng)業(yè)的發(fā)展有著極其重要的作用，這里以植物的光合作用和呼吸作用為代表，分析氧化還原反應(yīng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。

（1）植物的光合作用

植物為實(shí)現(xiàn)自身生長(zhǎng)，通過(guò)光合作用，將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為可以吸收、利用的有機(jī)物，并存儲(chǔ)能量，產(chǎn)生氧氣，其化學(xué)反應(yīng)公式如下所示：

在此過(guò)程中，光作為催化劑，參與到化學(xué)反應(yīng)中，通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，在反應(yīng)物中，并沒(méi)有氧氣的存在，而在生成物中，就出現(xiàn)了氧氣，所以，光合反應(yīng)過(guò)程為氧化還原反應(yīng)。

在光合作用下，綠色植物不斷吸收空氣中的二氧化碳，并制造出氧氣，從而保證空氣中氧氣含量的穩(wěn)定，在保證植物自身生存的同時(shí)，也為地球上其它生物提供了生存所必需的氧氣。

（2）植物的呼吸作用

與光合作用相反，植物同眾多生物一樣，需要呼吸，在植物呼吸的過(guò)程中，植物會(huì)消耗其自身存儲(chǔ)的有機(jī)物和空氣中的氧氣，產(chǎn)生一定量的水和二氧化碳，其化學(xué)反應(yīng)公式如下所示：

C6H12O6+6O2=6H2O+6CO2

通過(guò)分析該反應(yīng)公式，可以看出，植物的呼吸作用與光合作用在化學(xué)公式上是互逆的，只不過(guò)，光合作用需要光來(lái)儲(chǔ)存能量，而植物的呼吸作用則是釋放能量。

1.2 氧化還原反應(yīng)在工業(yè)中的應(yīng)用

在工業(yè)領(lǐng)域，尤其是冶金與化工產(chǎn)品制造行業(yè)，對(duì)于氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用較為普遍，下面就對(duì)這兩種行業(yè)中的氧化還原反應(yīng)進(jìn)行分析。

（1）冶金行業(yè)的氧化還原反應(yīng)

在金屬冶煉過(guò)程中，為得到高純度的金屬材料，在物理作用的基礎(chǔ)上，還應(yīng)當(dāng)采取化學(xué)手段加以提純，其中，使用較為廣泛的方法為電解法和熱還原法兩種。

所謂電解法，是通過(guò)電的作用，將化合物進(jìn)行電離，以產(chǎn)生純金屬，其化學(xué)反應(yīng)方程式如下所示：

在此過(guò)程中，需要消耗大量的電能，因此，這種傳統(tǒng)的金屬冶煉手段已基本被淘汰，取而代之的是目前使用較為廣泛的熱還原法，利用還原性較強(qiáng)的還原劑，將還原性較差的金屬?gòu)钠渌衔镏兄脫Q出來(lái)，從而達(dá)到金屬提純的目的，這里以Fe2O3與H2的氧化還原反應(yīng)為例，其化學(xué)反應(yīng)公式如下：

Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O

在金屬冶煉方面，除了電解法和熱還原法之外，還有濕法冶金等一系列與氧化還原有關(guān)的方法，在使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

（2）化工產(chǎn)品制造中的氧化還原反應(yīng)

在化工產(chǎn)品制造方面，人類多次利用了氧化還原反應(yīng)，其中，以德國(guó)化學(xué)家弗里茨·哈勃所提出的人工固氮技術(shù)最具有代表性。隨著人口數(shù)量的增加，農(nóng)產(chǎn)品需求不斷增加，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的增加，人們開(kāi)始大量使用化學(xué)肥料，其中，就包括氮肥。

弗里茨·哈伯認(rèn)為，空氣中的主要成分是氮?dú)猓ㄟ^(guò)一系列手段將空氣中的氮進(jìn)行固化，即可解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)于氮肥需求量的不斷增加。于是，弗里茨·哈伯設(shè)計(jì)了一整套裝置，通過(guò)高溫、高壓、催化反應(yīng)等一系列程序后，成功實(shí)現(xiàn)了人工固氮，為農(nóng)業(yè)發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)，為此，弗里茨·哈伯獲得了1918年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

2 家庭生活中的氧化還原反應(yīng)

在人們的日常家庭生活中，氧化還原反應(yīng)無(wú)處不在，例如，在做飯時(shí)燃燒的天然氣、開(kāi)車時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽油的燃燒，以及被咬過(guò)一口而慢慢變黃的蘋果，這些都是生活中的氧化還原反應(yīng)。

以咬過(guò)一口的蘋果為例，由于蘋果中含有大量的Fe2+和酚類物質(zhì)，當(dāng)其暴露在空氣中時(shí)，空氣中的氧氣和酚氧化酶分別會(huì)與其發(fā)生作用，導(dǎo)致二者氧化，直接表現(xiàn)在與空氣直接接觸部位的顏色開(kāi)始變黃，這是由于Fe2+在氧化后變?yōu)镕e3+，而Fe3+本身就是黃色的。

為避免咬過(guò)的蘋果變黃，可以將其放在冷水中，這樣一來(lái)，蘋果與空氣隔絕，也就無(wú)法發(fā)生氧化還原反應(yīng)，自然也就不會(huì)變黃。

3 氧化還原反應(yīng)的危害

盡管，氧化還原反應(yīng)在農(nóng)業(yè)、化工制造行業(yè)得到了較為廣泛的應(yīng)用，給我們的生活帶來(lái)了便利，但是，如不對(duì)氧化還原反應(yīng)加以控制，將會(huì)導(dǎo)致較為嚴(yán)重的后果。

例如，在家庭清潔過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)用到各種不同的化學(xué)清潔試劑，為了方便，人們習(xí)慣于將多種清潔劑進(jìn)行混合使用，孰不知，潔廁精的主要成分是鹽酸，而漂白粉的主要成本則是次氯酸，一旦兩者混合，將會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，并產(chǎn)生有毒的氯氣，其反應(yīng)公式如下所示：

HCl+HCl=H2O+Cl2↑

由于氯氣是無(wú)色的氣體，無(wú)法及時(shí)察覺(jué)，當(dāng)空氣中氯氣濃度超過(guò)一定限度時(shí)，將會(huì)威脅人的生命安全。

4 結(jié)語(yǔ)

以氧化還原反應(yīng)為代表的化學(xué)知識(shí)改變了我們的生活，在充分利用化學(xué)知識(shí)的同時(shí)，也要掌握化學(xué)反應(yīng)所存在的危害，避免因此對(duì)人造成的傷害。隨著化學(xué)研究的深入進(jìn)行，越來(lái)越多的化學(xué)反應(yīng)將被應(yīng)用于人們的生活之中，為人們的生活帶來(lái)便利。

[1]淺談氧化還原反應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用[J].張仁強(qiáng),張旭陽(yáng).教育教學(xué)論壇.2017(31).

[2]氧化還原反應(yīng)在生活中的體現(xiàn)[J].陳存英.長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào).2011(02).

[3]淺析氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用[J].張振.商.2014(05).